共享實驗收集的信息,分享實驗探究的結論,體驗收獲的樂趣。 小結拓展 這節(jié)課由大家感興趣的球類運動和彈弓游戲,提出了功與速度變化關系的問題,利用倍增思想解決測量對物體做功的問題,使用我們熟悉的器材設計了探究方案,并進行實驗探究,采用圖像法進行數(shù)據(jù)處理,初步得出W∝V2的關系。在我們這節(jié)課探究以前,科學家就通過試驗和理論的方法,已經(jīng)總結出了功與速度變化的定量關系。人類社會也在社會生活和生產(chǎn)的各個領域予以利用。比如,古代的戰(zhàn)爭武器拋石器、大型弓弩,以及現(xiàn)代飛機彈射系統(tǒng)、還有機器人行走等等,希望同學在今后的學習中注意留心生活中的物理和社會中的物理。 領會總結。培養(yǎng)概括總結的能力,進一步鞏固、感悟、提升實驗探究中獲得的思維能力及動手能力。感悟社會中的物理,認識物理學對科技進步以及文化和社會發(fā)展的影響。 列舉學生知道的社會中做功使物體速度變化的例子,增強學生將物理知識應用于生活和生產(chǎn)的意識,培養(yǎng)學生的社會參與意識和對社會負責任的態(tài)度。
說明:“倍增法”是一種重要的物理方法,歷史上庫侖在研究電荷間的相互作用力時曾用過此法,但學生在此前的物理學習中可能未曾遇到類似例子,因此引導學生通過交流,領會“倍增法”的妙處,這是本節(jié)課的一個要點.可用體育鍛煉中的“拉力器”來類比。(2)該方案消除摩擦力影響的方法:所用的消除方法與實驗方案2一樣。也可使用氣墊導軌代替木板,以更好地消除摩擦影響。(3)小車速度的確定方法:①確定打出來的點大致呈現(xiàn)什么規(guī)律:先密后疏(變加速),再均勻分布(勻速);②應研究小車在哪個時刻的速度:在橡皮筋剛恢復原長時小車的瞬時速度,即紙帶上的點剛開始呈現(xiàn)均勻分布時的速度;③應如何取紙帶上的點距以確定速度:由于實驗器材和每次操作的分散性,尤其是橡皮筋不可能長度、粗細完全一致,使得每次改變橡皮筋的條數(shù)后,紙帶上反映小車勻速運動的點數(shù)和點的位置,不一定都在事先的設定點(即用一條橡皮筋拉小車,橡皮筋剛好恢復原長時紙帶上的點)處。
(三)合作交流能力提升教師:剛才我們通過實驗了解了小車的速度是怎樣隨時間變化的,但實驗中有一定的誤差,請同學們討論并說出可能存在哪些誤差,造成誤差的原因是什么?(每個實驗小組的同學之間進行熱烈的討論)學生:測量出現(xiàn)誤差。因為點間距離太小,測量長度時容易產(chǎn)生誤差。教師:如何減小這個誤差呢?學生:如果測量較長的距離,誤差應該小一些。教師:應該采取什么辦法?學生:應該取幾個點之間的距離作為一個測量長度。教師:好,這就是常用的取“計數(shù)點”的方法。我們應該在紙帶上每隔幾個計時點取作一個計數(shù)點,進行編號。分別標為:0、1、2、3……,測各計數(shù)點到“0”的距離。以減小測量誤差。教師:還有補充嗎?學生1:我在坐標系中描點畫的圖象只集中在坐標原定附近,兩條圖象沒有明顯的分開。學生2:描出的幾個點不嚴格的分布在一條直線上,還能畫直線嗎?
三、作出速度-時間圖像(v-t圖像)1、確定運動規(guī)律最好辦法是作v-t圖像,這樣能更好地顯現(xiàn)物體的運動規(guī)律。2、x y x1 x2 y2 y1 0討論如何在本次實驗中描點、連線。(以時間t為橫軸,速度v為縱軸,建立坐標系,選擇合適的標度,把剛才所填表格中的各點在速度-時間坐標系中描出。注意觀察和思考你所描畫的這些點的分布規(guī)律,你會發(fā)現(xiàn)這些點大致落在同一條直線上,所以不能用折線連接,而用一根直線連接,還要注意連線兩側的點數(shù)要大致相同。)3、若出現(xiàn)了個別明顯偏離絕大部分點所在直線的點,該如何處理?(對于個別明顯偏離絕大部分點所在直線的點,我們可以認為是測量誤差過大、是測量中出現(xiàn)差錯所致,將它視為無效點,但是在圖像當中仍應該保留,因為我們要尊重實驗事實,這畢竟是我們的第一手資料,是原始數(shù)據(jù)。)4、怎樣根據(jù)所畫的v-t圖像求加速度?(從所畫的圖像中取兩個點,找到它們的縱、橫坐標(t1,v1)、(t2,v2),然后代入公式,求得加速度,也就是直線的斜率。在平面直角坐標系中,直線的斜率
3、若出現(xiàn)了個別明顯偏離絕大部分點所在直線的點,該如何處理?(對于個別明顯偏離絕大部分點所在直線的點,我們可以認為是測量誤差過大、是測量中出現(xiàn)差錯所致,將它視為無效點,但是在圖像當中仍應該保留,因為我們要尊重實驗事實,這畢竟是我們的第一手資料,是原始數(shù)據(jù)。)4、怎樣根據(jù)所畫的v-t圖像求加速度?(從所畫的圖像中取兩個點,找到它們的縱、橫坐標(t1,v1)、(t2,v2),然后代入公式,求得加速度,也就是直線的斜率。在平面直角坐標系中,直線的斜率四、實踐與拓展例1、在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中,得到一條記錄小車運動情況的紙帶,如圖所示。圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點,相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.1s。⑴根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù),計算B、C、D各點的數(shù)據(jù),填入表中。
三、制定實驗方案的兩個問題:1.怎樣測量(或比較)物體的加速度:引導學生思考、討論并交流。學生可能會提出下面的一些方案:方法一:測出初速度為零的勻加速直線運動的物體在 時間內(nèi)的位移 ,則 ;方法二:在運動的物體上安裝一條打點計時器的紙帶,根據(jù)紙帶上打出的點來測量加速度;方法三:測出兩個初速度為零的勻加速運動的物體在相同的時間內(nèi)發(fā)生的位移 、 ,則 ;方法四:測出兩個初速度為零的勻加速運動的物體在相同的位移內(nèi)所用的時間 、 ,則 ;2.怎樣提供并測量物體所受的恒力:教師提出:現(xiàn)實中,除了在真空中拋出或落下的物體(僅受重力)外,僅受一個力的物體幾乎是不存在的。然而,一個單獨的力作用效果與跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的,因此,實驗中力 的含義指物體所受的合力。以在水平軌道上用繩牽引小車加速運動為例,小車受到四個力的作用,即重力、支持力、繩的拉力和軌道對小車的摩擦力(當物體運動的速度比較小時,我們可以忽略空氣的阻力)。
1.加速度與力的關系:實驗的基本思路是保持物體的質量不變,測量物體在不同的力的作用下的加速度,分析加速度與力的關系。有了實驗的基本思路,接下去我們就要準備實驗器材,以及為記錄實驗數(shù)據(jù)而設計一個表格。為了更直觀地判斷加速度與力的數(shù)量關系,我們以 為縱坐標、 為橫坐標建立坐標系,根據(jù)各組數(shù)據(jù)在坐標系中描點。如果這些點在一條過原點的直線上,說明 與 成正比,如果不是這樣,則需進一步分析。2.加速度與質量的關系:實驗的基本思路是保持物體所受力不變,測量不同質量的物體在該力作用下的加速度,分析加速度與質量的關系。有了實驗的基本思路,接下去我們就要準備實驗器材,以及為記錄實驗數(shù)據(jù)而設計一個表格。為了更直觀地判斷加速度與質量的數(shù)量關系,我們以 為縱坐標、 為橫坐標建立坐標系,根據(jù)各組數(shù)據(jù)在坐標系中描點,根據(jù)擬合的曲線形狀,初步判斷 與 的關系是反比例函數(shù)。再把 圖像改畫為 圖像,如果是一條過原點的斜直線,說明自己的猜測是否正確。
本來比較速度變化的快慢也有兩種方法:一種是比較相同時間內(nèi)速度變化量的大??;另一種是比較發(fā)生相同的速度變化所需要的時間長短。但教材是將比較質點位置移動快慢的思想直接遷移過來,通過實例分析,使學生明白不同運動物體的速度變化快慢不同,表現(xiàn)在速度的變化與發(fā)生這個變化所用時間的比值不同,從而引入加速度的定義方法a=△v/△t。加速度表示速度的變化快慢,包括速度增加的快慢和減小的快慢,不能誤認為只要有加速度的運動速度就一定是增加的。廣義地講,加速度不僅可以描述速度大小的變化快慢,而且也可以描述速度方向變化的快慢,本節(jié)教材只限定在直線運動的情景中討論。加速度的矢量性是一個難點,教材是以與速度方向相同或是相反來表述加速度的矢量性的。如果以初速度方向為正方向,那么加速度就有正負之分,加速度的正負表示加速度的方向,不表示加速度的大小。
一、設計思想通過本節(jié)教學,不但要使學生認識掌握勻變速直線運動的規(guī)律,而且要通過對這問題的研究,使學生了解和體會物理學研究問題的一個方法,圖象、公式、以及處理實驗數(shù)據(jù)的方法等。這一點可能對學生更為重要,要通過學習過程使學生有所體會。本節(jié)在內(nèi)容的安排順序上,既注意了科學系統(tǒng),又注意學生的認識規(guī)律。講解問題從實際出發(fā),盡量用上一節(jié)的實驗測量數(shù)據(jù)。運用圖象這種數(shù)學工具,相對強調(diào)了圖象的作用和要求。這是與以前教材不同的。在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中,圖象的運用隨處可見,無論學生將來從事何種工作,掌握最基本的應用圖象的知識,都是必須的。學生在初學時往往將數(shù)學和物理分割開來,不習慣或不會將已學過的數(shù)學工具用于物理當中。在教學中應多在這方面引導學生。本節(jié)就是一個較好的機會,將圖象及其物理意義聯(lián)系起來。
一、設計思想通過本節(jié)教學,不但要使學生認識掌握勻變速直線運動的規(guī)律,而且要通過對這問題的研究,使學生了解和體會物理學研究問題的一個方法,圖象、公式、以及處理實驗數(shù)據(jù)的方法等。這一點可能對學生更為重要,要通過學習過程使學生有所體會。本節(jié)在內(nèi)容的安排順序上,既注意了科學系統(tǒng),又注意學生的認識規(guī)律。講解問題從實際出發(fā),盡量用上一節(jié)的實驗測量數(shù)據(jù)。運用圖象這種數(shù)學工具,相對強調(diào)了圖象的作用和要求。這是與以前教材不同的。在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中,圖象的運用隨處可見,無論學生將來從事何種工作,掌握最基本的應用圖象的知識,都是必須的。學生在初學時往往將數(shù)學和物理分割開來,不習慣或不會將已學過的數(shù)學工具用于物理當中。在教學中應多在這方面引導學生。本節(jié)就是一個較好的機會,將圖象及其物理意義聯(lián)系起來。
設疑自探:一個壓縮或拉伸的彈簧就是一個“儲能器”,怎樣衡量形變彈簧蘊含能量的多少呢?彈簧的彈性勢能的表達式可能與那幾個物理量有關?類比:物體的重力勢能與物體所受的重力和高度有關。那么彈簧的彈性勢能可能與所受彈力的大小和在彈力方向上的位置變化有關,而由F=kl知彈簧所受彈力等于彈簧的勁度系數(shù)與形變量的乘積。預測:彈簧的彈性勢能與彈簧的勁度系數(shù)和形變量有關。學生討論如何設計實驗: ①、用同一根彈簧在幾次被壓縮量不同時釋放(勁度系數(shù)相同,改變形變量),觀察小車被彈開的情況。②、分別用兩根彈簧在被壓縮量相同時釋放(形變量相同,勁度系數(shù)不同),觀察小車被彈開的情況。交流探究結果:彈性勢能隨彈簧形變量增大而增大。隨彈簧的勁度系數(shù)的增大而增大。
【設計思路】新課程十分強調(diào)科學探究在科學課程中的作用,應該說科學探究是這次課程改革的核心。我覺得:科學探究不一定是要讓學生純粹地通過實驗進行探究,應該說科學探究是一種科學精神,學生只要通過自己的探索和體驗,變未知為已知,這樣的教學活動也是科學探究。本節(jié)課是概念教學課,讓學生純粹地通過實驗進行探究是不太合適的。但通過學生自己的探索和體驗,變未知為已知還比較合適。本節(jié)課的設計就是基于這樣的出發(fā)點,在引出加速度的概念時低臺階,步步深入,充分激活學生的思維,是學生思維上的探究。通過復習前邊速度時間圖像,從而得到從圖像上得到加速度的方法,為加深加速度概念和相關知識的理解有配套了相應練習題目,做到強化練習的目的?!窘虒W目標】知識與技能1.理解加速度的意義,知道加速度是表示速度變化快慢的物理量.知道它的定義、公式、符號和單位,能用公式a=△v/△t進行定量計算.2.知道加速度與速度的區(qū)別和聯(lián)系,會根據(jù)加速度與速度的方向關系判斷物體是加速運動還是減速運動.3.能從勻變速直線運動的v—t圖象理解加速度的意義.
【設計思路】新課程十分強調(diào)科學探究在科學課程中的作用,應該說科學探究是這次課程改革的核心。我覺得:科學探究不一定是要讓學生純粹地通過實驗進行探究,應該說科學探究是一種科學精神,學生只要通過自己的探索和體驗,變未知為已知,這樣的教學活動也是科學探究。本節(jié)課是概念教學課,讓學生純粹地通過實驗進行探究是不太合適的。但通過學生自己的探索和體驗,變未知為已知還比較合適。本節(jié)課的設計就是基于這樣的出發(fā)點,在引出加速度的概念時低臺階,步步深入,充分激活學生的思維,是學生思維上的探究。通過復習前邊速度時間圖像,從而得到從圖像上得到加速度的方法,為加深加速度概念和相關知識的理解有配套了相應練習題目,做到強化練習的目的?!窘虒W目標】知識與技能1.理解加速度的意義,知道加速度是表示速度變化快慢的物理量.知道它的定義、公式、符號和單位,能用公式a=△v/△t進行定量計算.2.知道加速度與速度的區(qū)別和聯(lián)系,會根據(jù)加速度與速度的方向關系判斷物體是加速運動還是減速運動.
“做功的過程就是能量轉化過程”,這是本章教學中的一條主線。對于一種勢能,就一定對應于相應的力做功。類比研究重力勢能是從分析重力做功入手的,研究彈簧的彈性勢能則應從彈簧的彈力做功入手。然而彈簧的彈力是一個變力,如何研究變力做功是本節(jié)的一個難點,也是重點。首先,要引導學生通過類比重力做功和重力勢能的關系得出彈簧的彈力做功和彈簧的彈性勢能的關系。其次,通過合理的猜想與假設得出彈簧的彈力做功與哪些物理量有關。最后,類比勻變速直線運動求位移的方法,進行知識遷移,利用微元法的思想得到彈簧彈力做功的表達式,逐步把微分和積分的思想滲透到學生的思維中。本節(jié)課通過游戲引入課題,通過生活中拉弓射箭、撐桿跳高和彈跳蛙等玩具以及各種彈簧等實例來創(chuàng)設情景,提出問題。給學生感性認識,引起學生的好奇心;讓學生對彈簧彈力做功的影響因素進行猜想和假設,提出合理的推測,激發(fā)學生的探索心理,構思實驗,為定性探究打下基礎。然后,引導學生通過類比重力做功與重力勢能的關系得出彈簧彈性勢能與彈簧彈力做功的關系。
設計意圖:幾道例題及練習題,其中例1小車由靜止啟動開始行駛,以加速度 做勻加速運動,求2s后的速度大?。窟M而變式到:小車遇到紅燈剎車……,充分體現(xiàn)了“從生活到物理,從物理到社會”的物理教學理念;例題及練習題由淺入深、由易到難、各有側重,體現(xiàn)新課標提出的讓不同的學生在物理上得到不同發(fā)展的教學理念。這一環(huán)節(jié)總的設計意圖是反饋教學,內(nèi)化知識。(6) 小結歸納,拓展深化我的理解是,小結歸納不應該僅僅是知識的簡單羅列,而應該是優(yōu)化認知結構,完善知識體系的一種有效手段,為充分發(fā)揮學生的主題作用,從學習的知識、方法、體驗是那個方面進行歸納,我設計了這么三個問題:① 通過本節(jié)課的學習,你學會了哪些知識;② 通過本節(jié)課的學習,你最大的體驗是什么;③ 通過本節(jié)課的學習,你掌握了哪些學習物理的方法?
生:還可以從表盤上直接讀出公里里程.師:日常生活中的“速度”有時指速度,也有時指速率,要看實際的物理情景。[討論與交流]甲、乙兩位同學用不同的時間圍繞操場跑了一圈,都回到了出發(fā)點,他們的平均速度相同嗎?怎樣比較他們運動的快慢?學生討論,體驗平均速度的缺陷,引入平均速率。生1:位移都是零,平均速度等于位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值,所以他們的平均速度都是零。生2:即使一位同學站在原地不跑,他的平均速度也是零啊,可我們運動會上不是這樣比快慢的,如果這樣,那多不公平啊?師:平均速度v=Δx/Δt,甲、乙的位移都為零,所以他們的平均速度也都等于零.在這里平均速度無法顯示他們運動快慢的不同,要用到另一物理量:平均速率.平均速率等于物體運動通過的路程跟所用時間的比值.他們兩人通過的路程相同且都不為零,但所用時間不同.顯然用時短的運動得快,也就是平均速率大.生:這不是我們初中學過的速度嗎?
四、速度和速率學生閱讀教材第18頁相應部分的知識點,讓學生總結.生:速度既有大小,又有方向,是矢量,速度的大小叫速率,教師引導學生看教材第18頁圖1.3—2.觀察汽車的速度計,討論后說出你從表盤上獲取的有用信息。生:汽車的速率.指針指在相應數(shù)字的瞬間,就表示汽車在那一瞬時的速率是那個值.生:還可以從表盤上直接讀出公里里程.師:日常生活中的“速度”有時指速度,也有時指速率,要看實際的物理情景。[討論與交流]甲、乙兩位同學用不同的時間圍繞操場跑了一圈,都回到了出發(fā)點,他們的平均速度相同嗎?怎樣比較他們運動的快慢?學生討論,體驗平均速度的缺陷,引入平均速率。生1:位移都是零,平均速度等于位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值,所以他們的平均速度都是零。生2:即使一位同學站在原地不跑,他的平均速度也是零啊,可我們運動會上不是這樣比快慢的,如果這樣,那多不公平啊?
一、教學目標1.知識與技能:(1)知道勻速直線運動的位移x=υt對應著 圖象中的矩形面積.(2)掌握勻變速直線運動的位移與時間關系的公式 ,及其簡單應用.(3)掌握勻變速直線運動的位移與速度關系的公式 ,及其簡單應用.2.過程與方法:(1)讓學生初步了解探究學習的方法.(2)培養(yǎng)學生運用數(shù)學知識-----函數(shù)圖象的能力.(3)培養(yǎng)學生運用已知結論正確類比推理的能力.3.情感態(tài)度與價值觀:(1)培養(yǎng)學生認真嚴謹?shù)目茖W分析問題的品質.(2)從知識是相互關聯(lián)、相互補充的思想中,培養(yǎng)學生建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點.(3)培養(yǎng)學生應用物理知識解決實際問題的能力.二、教學重點、難點1.教學重點及其教學策略:重點:(1)勻變速直線運動的位移與時間關系的公式 及其應用.(2)勻變速直線運動的位移與速度關系的公式 及其應用.教學策略:通過思考討論和實例分析來加深理解.
一、教學目標1.知識與技能:(1)知道勻速直線運動的位移x=υt對應著 圖象中的矩形面積.(2)掌握勻變速直線運動的位移與時間關系的公式 ,及其簡單應用.(3)掌握勻變速直線運動的位移與速度關系的公式 ,及其簡單應用.2.過程與方法:(1)讓學生初步了解探究學習的方法.(2)培養(yǎng)學生運用數(shù)學知識-----函數(shù)圖象的能力.(3)培養(yǎng)學生運用已知結論正確類比推理的能力.3.情感態(tài)度與價值觀:(1)培養(yǎng)學生認真嚴謹?shù)目茖W分析問題的品質.(2)從知識是相互關聯(lián)、相互補充的思想中,培養(yǎng)學生建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點.(3)培養(yǎng)學生應用物理知識解決實際問題的能力.二、教學重點、難點1.教學重點及其教學策略:重點:(1)勻變速直線運動的位移與時間關系的公式 及其應用.(2)勻變速直線運動的位移與速度關系的公式 及其應用.教學策略:通過思考討論和實例分析來加深理解.
(一)、復習提問1、請說出功的計算公式及功的單位2、我們用哪個物理量表示物體運動的快慢?(二)、創(chuàng)設情景,引入新課1、播放多媒體素材,用起重機和一個工人搬運幾百塊磚比較哪一種方法好?圖中的情景說明了什么問題?(教師通過所設計的情景,將學生引入怎樣比較做功快慢,讓學生發(fā)表自己的看法,初步知道物體做功是有快慢之分的。)(三)、進行新課1、比較做功快慢的方法播放多媒體素材并提出問題:怎樣比較兩個人誰做功快誰做功慢?教師啟發(fā):以前學習過要比較兩物體運動的快慢,可以先確定路程再比較時間,也可以先確定時間再比較路程。在路程和時間都不同時,通過計算速度比較兩物體運動的快慢。同理,要比較物體做功的快慢可采用什么方法?