視頻標(biāo)簽：功與速度變化的關(guān)系

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視頻課題：探究功與速度變化的關(guān)系_高中物理說課視頻（費(fèi)繼新）

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探究功與速度變化關(guān)系的再討論
1實(shí)驗(yàn)器材
小車、木板、天平、彈簧秤、滑輪、鉤碼、重錘、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、氣墊導(dǎo)軌、彈簧、小球、刻度尺等
2創(chuàng)新要點(diǎn)/改進(jìn)要點(diǎn)
創(chuàng)新點(diǎn)：通過讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)并完成探究性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和物理實(shí)驗(yàn)的核心素養(yǎng)
3實(shí)驗(yàn)原理/設(shè)計(jì)思路
學(xué)生根據(jù)必修2教材中《實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化關(guān)系》一節(jié)課中提供的兩個(gè)參考案例，設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)，將兩個(gè)案例中存在的不足加以分析改進(jìn)，設(shè)計(jì)“完美的”實(shí)驗(yàn)。
4教學(xué)目標(biāo)
1、定量的討論功與速度變化(及質(zhì)量)的關(guān)系
2、學(xué)生能自主設(shè)計(jì)并完成簡(jiǎn)單的探究性實(shí)驗(yàn)
3、發(fā)揚(yáng)學(xué)生之間的團(tuán)結(jié)合作精神，鼓勵(lì)探討和交流活動(dòng)   
  4、培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)和質(zhì)疑精神
 
5教學(xué)內(nèi)容
一、針對(duì)教材實(shí)驗(yàn)案例提出問題
二、學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
三、學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作
四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)與交流 
 
6教學(xué)過程
一、學(xué)生對(duì)教材中給的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)案例提出問題。
案例一

 
 
 
 


教材中要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，近似認(rèn)為重物重力等于對(duì)小車的拉力來計(jì)算功的大小
學(xué)生提出:能否消除計(jì)算拉力做功偏大這個(gè)系統(tǒng)誤差?
案例二
 

 
 
 
 
 
 


橡皮筋拉小車做的功，一條為W兩條為2W三條為3W……，利用橡皮筋的條數(shù)來量化功，但功沒有具體的數(shù)值
學(xué)生提出: 這種方法功沒有具體數(shù)值，找不到功與速度的定量關(guān)系，不清楚小車質(zhì)量在其中的關(guān)系，能否找到一種方案，能夠測(cè)出功的具體數(shù)值。
學(xué)生希望有更加完美一點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)方案，向教師請(qǐng)教，教師并沒有直接給學(xué)生答案，而是鼓勵(lì)學(xué)生自己解決問題
二、學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（20分鐘）
學(xué)生在教師鼓勵(lì)下，分成幾個(gè)合作小組，根據(jù)已學(xué)知識(shí)，發(fā)揮想象，自主研究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生熱情非常高，教師給出幾條建議：(一)實(shí)驗(yàn)器材要利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的器材(二)實(shí)驗(yàn)要簡(jiǎn)單易行，便于操作測(cè)量(三)要盡可能準(zhǔn)確。
以下是學(xué)生設(shè)計(jì)的幾個(gè)比較有代表性的實(shí)驗(yàn)方案
方案一
如右圖
利用自由落體實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)出重錘重力
再找出mgh和v²的關(guān)系
 
 
方案二
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 


將小車置于斜面上，用彈簧秤測(cè)出其下滑分力F的大小，再通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出位移和速度進(jìn)一步找出下滑分力做的功Fx和v²的關(guān)系
 
 
方案三
 

 
 
 
 
 


                                         
利用教材“參考案例一”中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如圖一，數(shù)據(jù)處理時(shí)把圖一等效為圖二把小車和重物看成一個(gè)整體在一條直線上，重物的重力即為合外力F,找出合力做的功Fx和v²的關(guān)系
 
方案四

 
 
 
 
 
 


1利用上節(jié)課“探究彈性勢(shì)能表達(dá)式”知道彈簧 彈力做的功為 kx²/2,將彈簧定量壓縮釋放，找出W與v²的關(guān)系
 
 
 


方案五
 
 
 
 
1利用平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)求出小球的運(yùn)動(dòng)速度v
2利用彈簧彈力做的功為將彈簧定量壓縮釋放，找出W與v²的關(guān)系
 
方案六
 


通過如圖所示的動(dòng)滑輪裝置能夠測(cè)出繩子拉小車的力F，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出小車的速度v和位移x,找出Fx和v²的關(guān)系
三.學(xué)生根據(jù)前面自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教師同時(shí)給予指導(dǎo)(25分鐘)
方案一：實(shí)驗(yàn)進(jìn)展順利，學(xué)生得出了合理的結(jié)論，并且得出W—V²圖線的斜率為小車質(zhì)量的一半
方案二：開始學(xué)生在測(cè)量小車沿斜面下滑的合力時(shí)，沒有考慮靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的區(qū)別，小車靜止?fàn)顟B(tài)下來測(cè)量的，后經(jīng)過教師提示，學(xué)生改用小車緩慢下滑讀出測(cè)力計(jì)讀數(shù)。在討論階段有學(xué)生建議用氣墊導(dǎo)軌和光電門裝置誤差更小。
方案三：由于之前教師進(jìn)行過演示實(shí)驗(yàn)，所以實(shí)驗(yàn)進(jìn)展順利，學(xué)生得出了合理的結(jié)論，并且得出W—V²圖線的斜率為小車質(zhì)量的一半
方案四：實(shí)驗(yàn)初期就遇到了困難，彈簧沒辦法固定，后來同學(xué)想方設(shè)法將其固定，又發(fā)現(xiàn)小車經(jīng)常偏離軌道，又采用兩根彈簧，同時(shí)還需測(cè)量勁度系數(shù)，實(shí)驗(yàn)進(jìn)展緩慢，最終沒有得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
方案五：實(shí)驗(yàn)最初，也出現(xiàn)小球跑偏，后來將小球放入凹槽，才避免出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)四的情況，最終得出了合理的結(jié)論。
方案六：學(xué)生最初采用重錘拉動(dòng)小車，發(fā)現(xiàn)彈簧秤有較大的示數(shù)變化。但由于重錘質(zhì)量較大，加速度較大，所以失重嚴(yán)重，發(fā)現(xiàn)彈簧秤有較大的示數(shù)變化，不符合實(shí)驗(yàn)要求的恒力。后經(jīng)過同學(xué)研究將重錘改為質(zhì)量輕小的鉤碼，順利的完成了實(shí)驗(yàn)。
四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)與交流（15分鐘）
實(shí)驗(yàn)小組限時(shí)介紹自己的實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)論，最后大家加以討論并提出建議和表揚(yáng)，評(píng)出最理想的實(shí)驗(yàn)，教師給予肯定
 
7效果評(píng)價(jià)
本節(jié)課是通過學(xué)生的自主設(shè)計(jì)并完成探究性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)思維的核心素養(yǎng)。但由于缺乏辦學(xué)條件，學(xué)生不能接觸相關(guān)的數(shù)字實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，所以學(xué)生也就沒有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，相信隨著時(shí)代的進(jìn)步，將來的農(nóng)村孩子也能走進(jìn)數(shù)字實(shí)驗(yàn)室。
 

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