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1、 探究功与速度变化的关系课前准备：1、我们学过哪几种势能？（物体的重力势能和弹簧的弹性势能） 2、它们的变化与什么有关重力势能是由于物体被举高而具有的能量，它的变化与重力做功有关重力势能是存在于发生弹性形变的物体各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的能量，他的变化与弹力做功有关。3、本章的第二节学习了功的基本知识，知道功有两个要素，力和在力的方向上的位移教学目标：1、知识与技能 （1）学会利用光电门传感器测定物体的运动速度，会用DISlab系统分析、处理实验数据，并能独立总结出功与速度变化的关系。（2）学习利用物理图像研究究功与物体速度变化的关系，掌握“化曲为直”的作图技巧。（3）通过本节课
2、的实验探究活动来锻炼学生实验设计、动手操作、作图分析和总结概括能力。2、过程与方法： 通过引导学生设计实验方案，让学生上台操作、分析实验数据、总结规律，使他们掌握科学探究的方法及“化曲为直”的作图技巧。3、情感态度与价值观：通过实验探究活动，激发学生学习物理的兴趣，让学生体会到科学探究的快乐，培养学生严谨细致的科学态度。教学重点 探究功与速度变化关系中实验方案的设计，学习探究功与物体速度变化的关系的物理方法倍增法，并会利用图像法处理数据。教学难点 1、如何消除摩擦力做功的影响？ 2、如何测定变了做功？教学过程1、引入新课:（1）用多媒体展示弹弓比赛图片并取出自制弹弓进行演示。（2）教师:通过刚
3、才的实验我们发现，当用较小的力拉动橡皮筋后松手，由于弹弓对石子做功较少，石子便以以较小的速度飞出。当我们用较大的力拉动橡皮筋后松手，由于弹弓对石子做功较多，石子便以以较大的速度飞出。实际上像这样的例子在我们的生活中并不少见，例如：在同学们踢足球时，当我们用较小的力踢足球，脚对足球做功较少，足球便以较小的速度飞出，当我们用较大的力踢足球，脚对足球做功较多，足球便以较小的速度飞出。由此我们发现做功与物体的速度变化之间似乎存在某种联系。（3）设计目的：通过利用同学们都非常熟悉的打弹弓场景引入新课，既能引出本节课关于功与速度变化的关系的话题，又能引起学生的注意、激发学生的兴趣，起到事半功倍的效果。2、
4、大胆猜想：教师：同学们结合我们的生活经验，你认为做功与速度的变化之间是否存在某种联系，如果有可能是怎样的关系？引导：我们可以研究物体由静止开始运动的过程，那么在一段时间里功与速度的变化之间的关系就可以简化成功与末速度的关系。（强调：接下来我们研究的都是初速度为零的情况）即： 当 V0 = 0时，V = V - V0 = V 学生猜想：（1）与速度成正比、（2）与速度的平方成正比、（3）与速度的平方根成正比3、设计实验:教师：刚才同学们提出了很多种可能，那么到底是哪一种呢？看来光靠猜想还是不够的，我们还必须通过实验来分别验证我们的猜想，从而寻找出最终的答案。教师：同学们想一想，在我们以前的学习中
5、为了研究和描述两个量之间的关系，我们往往可以利用哪些方法？学生：（1）公式法、（2）表格法、（3）图像法。教师：如果我们现在用图像法来研究功与速度教师引导一:在我们物理学中可以用多种方法来描述两个量之间的关系,有(1) 公式法、(2) 表格法、(3) 图像法。在我们探究功与速度变化的关系时我们就可以利用图像法来研究。教师通过提出相应的问题来引导学生进行思考：问题一：如何让功成整数倍的增加？（1）有哪几种方法？（2）具体如何操作？（3）需要哪些器材？（4）应该注意什么？学生讨论后回答：方法一：保证每次位移相同，让合力成整数倍的增加，我们可以通过改变所挂钩码数来实现合力的改变。方法二：保证每次拉力
6、相同，让位移成整数倍的增加。方法三：让橡皮筋形变后对小车做功，第一次用一根橡皮筋，第二次油用两根橡皮筋，以此类推。问题二：思考在方法一中：让钩码数成整数倍增加时，是否就可以实现让合力成整数倍的增长？学生思考后回答：不行，因为小车同时还受到摩擦阻力的作用，如果仅仅让钩码数成整数倍增长，合力不能成整数倍的增长。所以我们需要采用平衡摩擦力的方法来进行改进。具体操作是：使木板略微倾斜，将小车（车后拴纸带）放到木板上，轻推小车使小车运动，观察纸带的点间距。调节木板的倾角，观察纸带的点间距，直到点间距相等，表明恰平衡摩擦力。问题三：那么在方法二和方法三中是否也同样需要平衡摩擦力？学生回答：在方法三中同样需
7、要平衡摩擦力，但在方法二中虽然小车也受到摩擦力作用，可是在此过程中拉力和摩擦力都恒定，合力不变，因此不需要平衡摩擦力。教师总结：通过刚才同学们的分析可以看出，这三种方法相比还是第二种方法操作起来更简便，那么我们今天就用第二种方法进行实验。问题四：如何测量物体的末速度？学生回答：利用打点计时器测瞬时速度，具体操作是：让小车与纸带相连，将纸带穿过打点计时器的限位孔，先接通电源然后释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，随后可以用平均速度表示中间时刻的瞬时速度来测小车的末速度。教师追问：还有没有其他的方法？（让学生想一想）教师介绍：此处我们还可以利用光电门来测小车通过两个位置的初速度和末速度，并
8、将其输入电脑，通过相应的设置就可看出我们的猜想是否正确。（此过程中采用一边展示实验器材，一边介绍的方法）4、实验操作：请两位同学上台协助本次实验，请其他同学注意观察：第一步：让功成整数倍的增加，测出对应的末速度，在电脑中以功为纵轴，速度为横轴建立直角坐标系，用描点法作出图像，看看是否是正比例图像。Wt/sd/mv/ms-11w0.0354780.020.56372962w0.0247430.020.80830943w0.0202650.020.98692324w0.0177020.021.12981585w0.0159870.021.2510164第二步：当发现功与速度并不成正比关系，引导学生
9、进一步猜想两者还可能存在怎样的关系？又将描绘什么样的图像来验证自己的猜想？学生思考后回答：功可能与速度的平方成正比。我们在这里可以绘制以功为纵轴，以速度的平方为横轴的图像，如果功的确与速度的平方成正比，此图像应是一条过原点的倾斜直线。Wt/sd/mV2/(ms-1)21w0.0354780.020.3177912w0.0247430.020.6533643w0.0202650.020.9740174w0.0177020.021.2764855w0.0159870.021.565042通过图像可知，图像为一条倾斜的直线，说明我们的猜想是正确的。5、得出结论：引导学生总结出实验结论：在物体初速度为零时，功与速度的平方成正比。课堂总结：通过本节课的学习你有哪些收获？又从中获得哪些启发？（先让学生自由发言，然后教师加以总结和补充。）3