7.6 探究功与速度变化的关系教案 表格式

教学设计
（一）实验介绍
1.实验目的：
本实验的实验目的是探究功与速度的变化关系。我们知道，功是力在空间上的积累效应，是一个过程量，而速度是一个状态量，速度变化才是过程量，所以我们必须向学生交代清楚这一点，并指明当我们研究力对原来静止的物体做功时，速度变化的大小与物体获得的速度在数值上是相同的。于是我们的实验目的为探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系。
2. 实验器材：
我们所需要的实验器材有：滑轨、橡皮筋、小车、、交流电源、电火花计时器、纸带、刻度尺、坐标纸
3. 实验原理：
由于我们要探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，所以我们要想办法来测量出功与速度的数值，进而研究它们之间的关系。
通过上一节弹簧变力功的学习我们知道，当橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，变力功一时无法确切测算。因此我们要设法回避求变力做功的具体数值，逐步引导学生得出用一根橡皮筋做功记为W，用两根橡皮筋做功记为2W，用三根橡皮筋做功记为3W。。。。。从而回避了直接求功的这种方法。在引导过程中，我将通过让学生思考讨论的方式寻求出这种方法，并说出这种方法的巧妙之处及不选其他方法的理由。而不是直接把思路展示给学生，让学生体验思维的乐趣。
小车在橡皮筋的弹射下，先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动，选哪些点来研究呢？理论上讲选加速阶段或匀速阶段的点都是可以的，选加速阶段的点时，只要我们每次都从距第一个点距离相同的位置处取点计算其瞬时速度即可，但相比取匀速阶段的点来说，后者只需用任意一段位移与发生这段位移所用时间相比即可求出弹力做功使小车获得的速度，更方便。所以我们取匀速阶段的点来求速度。
（二）、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
备注
复习
1、前面我们探究了重力势能和弹性势能，请大家回想一下我们的探究过程和方法。
2、那么我们又该怎样研究物体的动能表达式呢？
1：重力做功，改变了物体的重力势能，我们通过重力做功来研究物体的重力势能的表达式；
2：弹力做功，改变弹簧的弹性势能，我们通过弹力做功来研究弹簧的弹性势能的表达式。
由学生回顾，了解学生对探究方法的理解有多深。
引入
1、演示“玩弹弓”。
2、播放视频
1、回忆童年，思考原理

2、对火箭的好奇
学生兴趣一下子被调动起来,课堂气氛十分浓烈。
新课教学
1、设计实验方案
2、分组实验
3、数据处理（法1）
4、数据处理（法2）——利用数表软件进行数据处理。
5、误差分析
6、、课堂总结、点评
师：引导学生用学过的实验，根据新的实验目的设计实验方案
师：提出本节课的实验方案（1）探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？是否需要测出各次小车速度的具体数值？可以怎么做？
（2）每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？为什么？
（3）小车获得的速度怎样计算？
（4）实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小车作的功和小车速度的关系？
教师活动：倾听学生回答，帮助学生解决疑难，回答学生可能提出的问题。
教师活动：指导学生分组实验，并引导学生思考下面的问题：
（1）小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？
（2）纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用那些点距来计算小车的速度？为什么？
教师活动：巡视、指导，解答学生提出的问题，处理即发事件。重点指导一两个组顺利完成实验，以便后面实验数据的处理。
教师活动：学生实验完毕后，指导学生进行数据处理。
指导学生设计实验数据表格,并投影部分学生设计的表格,
将实验数据填入表格中，并分析数据，看有什么发现。
提问：通过表格能反映弹力做功W和小车获得的速度v的定量关系吗？
师：好。请作功——速度曲线图。
教师强调作图的注意事项:坐标轴的选取、比例的选定、画图时用平滑的曲线连接等。
投影展示某组学生作出的功——速度曲线。
提问：由图线中可以看到它们到底是哪一种关系?
师：如何证明你们的猜测？
投影展示某组学生自行设计的实验数据表格。
师：请将将数据填入表中并作图
投影展示某组学生作出的功———速度平方曲线。
师：观察图线你能得到什么？
师：用手动方法处理数据很麻烦，若用电脑帮我们计算处理就要简便得多了，当要处理数据量越大越简便。
请大家注意观察并体会与上面处理过程的优缺点。
教师活动：让学生分析本节课的误差来源
教师活动：让学生概括总结本节的内容。
学生分组讨论设计自己的实验方案
学生认真阅读教材，思考问题并回答。
学生活动：
分组实验每四人一组。
小组内讨论解决老师提出的问题。
回答：
（1）将木板稍稍倾斜一点，让小车从斜面上滑下来；
（2）应采用点距均匀的部分计算小车达到的最大速度。
学生活动：
设计表格
学生讨论得出：通过对表格中弹力做功W和小车获得的速度v的关系分析,只能得到“弹力做功越多,小车获得的速度越大”的结论。
学生：不能。若要更精确更直观的反映它们的关系应该作出功——速度曲线。
学生活动：
作功——速度曲线图
由于W和v的关系图线不是一条直线,因此橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度关系不是正比例关系。
猜测可能是:W∝v2、W∝v3……
学生活动：
学生思考讨论得出：作W——v2、W——v3……图像。若图像W——v2是直线就说明W与v2成正比；若图像W——v3是直线就说明W与v3成正比……
学生活动：
作功——速度平方曲线
学生：由图可知W与v2成正比。
学生活动：
观察老师利用数表软件进行数据处理。
学生自己进行误差分析并交流
学生活动：
认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来
这里要培养学生在实验探究前要养成思考的习惯。有了正确的探究思路，才会避免探究的盲目性。
通过学生分组实验，培养团结协作的团队精神，提高学生动手能力。
表扬部分同学，激励其他同学。
老师提问引导学生朝作功——速度曲线图上去想。体现老师的导向作用。
教师要放开，让学生大胆猜想，独立完成探究过程。有的学生可能会走弯路，甚至失败，探究结果并不重要，重要的是让学生亲历探究的过程。
教师应该教学生去尝试使用数表软件，但并不要他们会用，知道有这种处理方法，而且行之有效即可。