V《探究外力做功與物體動能變化的關系》

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1、《探究外力做功與物體動能變化的關系》教學設計 陳仕寬 佛山市順德區(qū)羅定邦中學 【設計思想】 1 、圍繞實驗設計、實驗操作與實驗數(shù)據(jù)處理三個環(huán)節(jié)引導學生展開探究過 程。 通過小組討論、 課件演示、 動手實驗和實驗數(shù)據(jù)處理等一系列活動激發(fā)學生 主動參與的積極性和和學習的熱情。 教師根據(jù)知識發(fā)生、 發(fā)展與變化的過程通過 穿針引線的方式積極引導學生進行探索性學習， 努力激發(fā)學生學習的興趣， 培養(yǎng) 學生探究發(fā)現(xiàn)和合作學習的能力。 2 、采用 “ 問題 — 討論 — 實驗 — 歸納 ” 的探究性教學模式，使學生在獲得知 識的同時， 學會科學研究的方法， 經(jīng)歷伴隨著探究活動的深入而產(chǎn)生的

2、情感體驗。 【教材分析】 《探究外力做功與物體動能變化的關系》屬于廣東版高中物理（必修 2 ）第 四章第三節(jié)內容。教材要求在本節(jié)中 （1） 要突出實驗探究，使學生經(jīng)歷和體驗 科學探究的方法； （ 2）重視學生的自主學習； （ 3）重視對學生的理性思維的訓 練。 根據(jù)課標要求本節(jié)教材創(chuàng)造性地采用了實驗探究的方法定量地研究外力對物 體做功與物體動能的變化關系， 然后從理論上進行推導， 最后歸納得出結論。 動 能定理是力學中最重要的規(guī)律之一， 它的應用貫穿于以后的許多章節(jié)， 通過實驗 探究恒力做功與物體動能變化的關系， 是對動能定理的初步研究， 是學習整章內 容的重要的前期準備，這

3、部分知識的學習讓學生從一個新的角度思考問題，即， 學生第一次定量的研究能量通過做功轉化成其它能量的數(shù)學描述， 開始培養(yǎng)學生 從功和能相互聯(lián)系的角度定量分析解決力學問題； 第一次將運動、 力、 功以及能 量聯(lián)系在一起， 為培養(yǎng)學生綜合分析問題打下基礎。 本節(jié)內容豐富， 有很強的物 理實驗學科特性。 【學情分析】 學生在本章的前 2 節(jié)內容中，已經(jīng)初步樹立了功是能量變化的量度的觀念。 那么， 力對物體所做的功與物體動能的改變量間存在著什么關系呢？這是學生急 精品資料 待解決的問題。因為我們在“探究加速度與力、質量的關系”時學生已經(jīng)具有一 定的實驗能力。現(xiàn)在，用這套選擇這套裝置

4、來探究外力做功與物體動能變化間的 關系，不僅考慮到這樣處理容易使學生產(chǎn)生新鮮感， 進而產(chǎn)生探究的興趣，也考 慮到學校實驗室的實際情況和學生的認知特點， 開闊學生的視野，提高科學素養(yǎng) 等方面都會產(chǎn)生積極的影響。 【教學目標】： 1、知識與技能 (1)知道外力對物體做功可以改變物體的動能。 (2)理解動能定理，知道動能定理的使用條件，會用動能定理進行計算。 (3)能設計并會利用實驗進行探究物理規(guī)律。 (4)能用學過的知識進行理論推導。 (5)會用動能定理解決力學問題，知道規(guī)范解題的一般步驟。 2、過程與方法 (1)經(jīng)歷探究的主要環(huán)節(jié)，通過實驗設計、觀察實驗現(xiàn)象、記錄和處理實

5、 驗數(shù)據(jù)，通過分析、比較、歸納得出實驗結果，通過理論分析、推導 與論證，得到外力做功與物體動能變化的關系， 體會科學探究的方法。 (2)通過理論分析與論證的過程，使學生受到理性思維的訓練。 (3)通過理論應用使學生靈活遷移所學知識解決實際問題。 3、情感、態(tài)度與價值觀 (1)通過實驗與探究，培養(yǎng)學生的探究意識和動手實踐能力。 (2)經(jīng)歷討論與交流，培養(yǎng)學生的語言表述能力和團結合作的學習精神。 (3)通過理論應用，培養(yǎng)學生對知識的遷移和應用能力。 【教學重點】：實驗方案的設計與篩選。 教教學難點】：通過對實驗數(shù)據(jù)的分析得出功與物體動能變化的關系。 【教學資源】：多媒體錄像片段、

6、PowerPoint課件，分組用實驗器材有電火花打 點計時器、重錘、紙帶、刻度尺等。 【教學手段】：分組實驗。 【教學流程圖1: 課外 作業(yè) 【教學過程】： 精品資料 一、預習提綱： 知識點復習： 1、復習：勻變速直線運動的實驗和自由落體運動實驗，以及實驗紙帶打點器打 的點的速度計算方法。 2、復習：第一節(jié)功，第二節(jié)動能，熟悉外力做功的計算和物體動能的計算方 法。 問題設置： 1、自由落體運動物體的動能如何變化？其原因是什么？ 2、自由落體運動的物體，重力所做的功 Wg與其動能的變化量AEk有何關系？ 3、你能否利用下面提供的器材設計一個實驗來探究

7、一下重力所做的功與動能的 變化量的關系？提供的器材有：電火花式打點計時器、紙帶、重錘、刻度尺。 4、如何設計實驗？為什么這樣設計？ 5、需要測量和記錄哪些數(shù)據(jù)？請設計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格。 6、如何利用實驗數(shù)據(jù)計算重力所做的功 Wg和動能的變化量組? 7、如何正確處理實驗數(shù)據(jù)？請設計一個數(shù)據(jù)處理結果的表格。 8、請發(fā)揮你的想象猜測一下實驗的結果是什么？ 二、課堂教學： 【教師】：播放視頻1:自然界中能引起強烈震撼的體現(xiàn)動能能量的多媒體視頻 音像小片段（如龍卷風、雪崩、熱帶風暴等，這些資料可上網(wǎng)查找下載，也可由 電視節(jié)目中錄像得到） 播放視頻 2 ：足球世界杯賽中，足球運動

8、員射門的情景。 播放視頻 3 ：奧運會射箭比賽中，拉開的弓把箭射出的情景。 提出問題： 足球射門中， 運動員射箭時， 足球與箭的都獲得了動能。 據(jù)測算， 足球射門時，其速度最大可達到 100m/s 左右，這些動能是從哪里來的？ （說明：先讓學生回答后，教師進行適當?shù)攸c撥指導。 ） 自由落體運動演示實驗。 指導學生關注觀察對象， 要求學生定性分析出 合外力對物體做功，物體動能發(fā)生怎樣的變化？ 【教師】 ：外力的功會引起物體動能的變化。功與物體動能的變化量間又存在著 什么關系呢？ 【學生】…… 【教師】 :我們知道，物體的動能與它的速度是密切相關的，而物體速度的變化 又與它所

9、受力做的功有關。 那么外力做的功與物體動能的變化間又存在著怎樣的 關系呢？ 【學生】…… 【教師】 ：探究外力做功與物體動能變化的關系時可以采用什么方法？ （ 說明：教師引導學生認識到要探究外力做功與物體動能變化的關系，既可以 從理論的層面進行邏輯推導的方法進行研究，也可以通過實驗的方法進行探究。 今天，我們通過實驗的方法來探究外力做功與物體動能變化的關系。 ） 【教師】 ：我們應該采用什么實驗方案進行探究呢？請同學們先設計一個合適的 實驗方案。 【學生】 ：幾人一小組進行討論交流初步提出一些實驗方案。 【教師】 ：同學們提出了許多實驗方案，我們應選用什么方案比較好呢？請同

10、學 們認真考慮一下， 利用實驗探究外力功與物體速度動能變化的關系時需要測量哪 些物理量？ 【學生】 ：測量力對物體所做的功及力對做了這個功后物體運動的速度。 【教師】 ：在實驗探究中應如何對物體做功？又應該怎么表示每次做功的大小 呢？ 【學生】 ：分組討論： （引導學生在討論中明確）既可以考慮用恒力做功，也可以 用變力做功。 若用恒力做功， W=FS 表示功的大小， 并引導學生思考怎樣在實驗 中具體地測出功。速度的測量可以用打點計時器對紙帶處理計算得出。 【教師】 ：在設計實驗方案時，要根據(jù)實驗目的與現(xiàn)有的實驗條件進行選擇，當 利弊共存時， 要辯證地選擇合適的方案， 而不是一

11、味地追求所謂的精確。 教師總 結學生設計的實驗方案， 引導和提示學生， 為了研究方便， 可以自由落體運動中 的重力做功為例，研究重力所做的功與物體動能改變量之間的定量關系。 【實驗探究】 ：重力對物體所做的功與物體動能的變化關系 1 、提供的實驗器材有：電火花式打點計時器、紙帶、重錘、刻度尺。 2、請同學們根據(jù)已有的知識，結合提供的實驗器材，在小組討論的基礎上，寫 出你們的實驗方案。討論時請圍繞下列問題進行： （ 1）如何設計實驗方案。 （最后抽一個組學生上臺演示其實驗操作過程） 【師生探討】 將打點計時器側放于桌面上， 使限位孔伸出桌面外， 將夾有重錘的 紙帶從下向上穿過限

12、位孔， 用一手壓住打點計時器， 另一手提住紙帶的上端， 使 紙帶豎直， 重錘緊靠在下邊的限位孔處， 先開啟電源使打點計時器工作， 然后放 手使紙帶在重錘的帶動下自由下落， 結果打點計時器在紙帶上打下一系列點， 利 用打了點的紙帶來計算重力所做的功 Wg與動能變化量AEk的定量關系。 (2)如何計算重力所做的功 WG和動能的變化量AEk。 【師生探討】：在打點好的紙帶上取兩個合適的點(如下圖中紙帶上的 B點和E 點)，用刻度尺測出這兩點間的距離 Sbe ,根據(jù)功的定義可知：Wg =mgSBE ,采 用求平均速度的方法求出打點計時器打 B、E兩點時，重錘的速度VB和VE,再 A B

13、 C D E F ■ * ■ ■ ■ ■ Sbe Sdf S~Sac 1 2 根據(jù)動能的計算式Ek=-mv2計算打B、E兩點時的動能及其動能的差值iEko 2 (3)需要測量和記錄哪些實驗數(shù)據(jù)：(實驗后由學生用表格方式板書出來) (4)如何設計記錄數(shù)據(jù)的表格：(學生板書并填入實驗記錄的數(shù)據(jù)) Sbe Sac Sdf tAC tDF 3、操作實驗，測量和記錄實驗數(shù)據(jù) 4、數(shù)據(jù)處理表格：（學生板書并填入數(shù)據(jù)處理結果） 5、處理實驗數(shù)據(jù)，比較得出實驗結論: Sac v B 一

14、tAC v - sDF E tDF 匚 _ 1 2 EkB — — mvB 2 匚 _ 1 2 EkE — — mvE 2 △Ek = EkE —EkB Wg = mgSBE 重力做功 與物體動 能變化關 系 【學生】：通過數(shù)據(jù)處理可知：重力所做的功Wg與物體動能的改變量AEk在誤差 允許的范圍內是相等的。 【教師】：現(xiàn)在我們用重力做功彳#出重力所做的功 Wg與物體動能的改變量AEk在 誤差允許的范圍內是相等的。我們能不能用牛頓第二定律來推導一下看其它力對 物體做功這個結論是

15、否成立。教師用幻燈片，顯示用牛頓第二定律來推導動能定 理的一些條件，抽學生代表上黑板推導。 【學生】：外力對物體做的功等于物體動能的變化。 【教師】結論的推廣：合外力對物體所做的功等于物體動能的增量。即： W合=旦=Ek2 說明：上面的表達式是物理學中一個非常重要的定理一一動能定理。 【教學反思】 粵教版普通高中課程標準實驗教科書物理必修n中引入“探究外力做功與物 體動能變化的關系 ” 內容的目的在于給學生增加探究體驗的機會， 提高學生理論 聯(lián)系實際的水平。 但對教師來說， 這是一節(jié)非常難以駕馭的內容， 無論是教學設 計，還是實驗準備，都有相當?shù)碾y度。盡管探究的目的非常明確，

16、無非是為了得 出功與物體動能變化的關系， 明確探究實驗的設計思路以及實驗數(shù)據(jù)的記錄與處 理。 但為什么要設計一個這樣的實驗？通過探究活動， 學生在思維的發(fā)散與聚合 的層次上、在分析考慮問題的能力上、在對已有知識進行分析與綜合的水平上， 將經(jīng)歷一些怎樣的情感體驗？會有一些什么收獲？能夠達到什么層次？所有的 這些， 都是教師在教學設計中應該認真考慮并進行積極突破的問題， 也是非常棘 手的問題。 這節(jié)課， 教師深感難以駕馭的就是如何引導學生進行積極的思考， 使 學生既能發(fā)揮好創(chuàng)造性思維， 也能夠圍繞本節(jié)的重點把探究過程深入下去， 并讓 學生在親身經(jīng)歷實驗探究的過程中獲得情感的體驗，

17、產(chǎn)生能力層次的遞進。 這樣 的教學， 才與新課改所倡導的探究發(fā)現(xiàn)、 合作學習的理念相和諧， 也跟高中生的 心理特點和認知水平相吻合。 但要真正達到探究的目的， 關鍵還在于要確保實驗 的成功。 這就需要教師積極開動腦筋， 在刻意進行實驗開發(fā)的基礎上， 積極引導 學生圍繞探究的目標， 抓住探究過程中所要測定的物理量為中心， 通過對實驗方 案的設計與選擇、 實驗儀器的組裝、 實驗數(shù)據(jù)的記錄與分析的過程中， 努力把學 生的注意力吸引到分析解決問題上來， 通過連續(xù)不斷地向學生拋出一些逐層遞進 的問題， 讓學生在經(jīng)歷思考與討論的過程中， 在實驗操作中獲得真切的體驗與感 受。 本教學設計采用

18、“問題一討論一實驗一歸納”的探究性教學模式，引導學生 圍繞本節(jié)課的重點內容通過 “提出課題一實驗設計一分組實驗一數(shù)據(jù)處理一得 出結論”的方式逐漸逼近問題的核心，最終求得了問題解決的方法，符合新課改 倡導的“重視對學生進行自主、探究和合作學習能力培養(yǎng)”的理念，對活躍課堂 氣氛，激發(fā)學生的問題意識，提高學生分析問題和解決問題的能力來說都是很有 意義的，也使師生的雙邊活動得以有效的開展， 學生在學習中的主體地位得到了 充分地發(fā)揮，學生的個性和能力也得以張揚，也使學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維能 力得到了訓練和培養(yǎng)。但是，由于受到課堂教學時間和實驗器材的限制，在組織 學生進行探究活動的過程中，學生的自主活動還不能得到充分的保障， 圍繞課題 研究而進行的發(fā)散性思維也無法更好地展開，從而使課堂活動的開放性程度受到 了一定的制約。 Welcome To Download !!! 歡迎您的下載，資料僅供參考!