6.-实验：探究功与速度变化的关系-教学设计-教案

实验报告探究功与速度变化的关系WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】第6节实验：探究功与速度变化的关系一、实验目的1．通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系．2．体会探究的过程和所用的方法二、实验原理1．分析与猜测(1)通过研究重力做的功，我们确立了重力势能的表达式，通过分析弹力做的功，我们探究了弹性势能的表达式，那么，要研究动能的变化，也要从力做功开始．(2)物体在力的作用下通过一段位移时，力会对物体做功，物体的速度也会发生变化，所以二者之间存在联系．2．探究的思路(1)要探究功与物体速度变化的关系，就要改变力对物体做的功，测出力对物体做不同功时物体的速度．(2)为简化实验，可将物体初速度设置为零，利用如图7－6－2所示的装置进行实验，通过橡皮筋来对小车做功W，通过打点计时器在纸带上打出的点测量小车获得的速度v，然后分析功W与速度v的关系．三、实验器材木板、小车、橡皮筋、打点计时器(电火花打点计时器)、电源、纸带等．四、实验步骤1．按装置图安装好实验器材．2．平衡摩擦力：将木板固定，打点计时器的一端稍微垫高，使小车能牵引纸带在木板上做匀速运动．3．先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器打出的纸带测出小车前端通过两铁钉连线时小车的速度v1，设此时橡皮筋对小车做功为W1，将数据记入表格，用标尺记录小车的初始位置．4．改用2条、3条、4条……橡皮筋重复上述实验，让小车开始位置相同，每次橡皮筋拉开的长度相同，记录橡皮筋做功2W、3W、4W……情况下小车获得的速度v2、v3、v4…….W v/m·s－1v2/m2·s－21234565．分析数据，研究W与v的关系五、数据的处理用图象法处理实验数据我们可根据实验测得的数据，分别作出W—v曲线、W—v2曲线、W—v3曲线……哪一种图象更接近于过原点的倾斜直线，功与速度之间就是哪一种正比关系．用图象法处理数据，要比计算法更简捷更直观．六、实验中需注意的事项1.适度平衡小车受到的摩擦力;2.每次实验小车都要从同一位置由静止开始运动;3.应选择粗细均匀,一致性好的橡皮筋;4.橡皮筋的拉伸长度要适度;5.使小车挂住橡皮筋的中点,放正小车,使小车沿木板的中间线运动.七、误差分析八、实验结论无论是通过计算法还是作图法都可以得出力对物体做的功与物体速度的正比的结论，即W∝ .。

教案：实验：探究功与速度变化的关系一、教学目标1. 让学生通过实验探究功与速度变化的关系，理解动能定理。

2. 培养学生的实验操作能力、数据处理能力和问题解决能力。

3. 激发学生对物理实验的兴趣，培养学生的团队合作意识。

二、教学内容1. 动能定理的介绍2. 实验原理与方法3. 数据处理与分析三、教学重点与难点1. 教学重点：动能定理的应用，实验数据的处理与分析。

四、教学方法与手段1. 教学方法：讲解、实验、讨论、写作。

2. 教学手段：多媒体课件、实验器材、数据处理软件。

五、教学过程1. 导入：通过一个简单的例子引入功与速度变化的关系，激发学生的兴趣。

2. 讲解：介绍动能定理的基本原理，解释功与速度变化的关系。

3. 实验：学生分组进行实验，测量不同功作用下物体的速度变化。

4. 数据处理：学生使用数据处理软件对实验数据进行分析，得出功与速度变化的关系。

5. 讨论：学生分组讨论实验结果，解释功与速度变化的关系。

六、教学评价1. 通过实验操作、数据处理和讨论，评价学生对动能定理的理解程度。

2. 评估学生在实验报告中的写作能力，以及对实验结果的分析和解释能力。

3. 观察学生在团队合作中的表现，评价其沟通协作能力。

七、教学资源1. 实验器材：小车、滑轮、测力计、计时器等。

2. 数据处理软件：如Excel、Python等。

3. 参考资料：相关物理书籍、学术论文、网络资源等。

八、教学进度安排1. 导入与讲解：2课时2. 实验操作：3课时3. 数据处理与讨论：2课时九、教学反思在教学过程中，教师应时刻关注学生的学习情况，及时解答学生的疑问，指导学生正确进行实验操作和数据处理。

在实验报告中，教师应注重培养学生对实验结果的分析和解释能力，以及对物理概念的深入理解。

十、课后作业1. 复习动能定理的基本原理，加深对功与速度变化关系理解。

3. 拓展阅读相关物理书籍或学术论文，了解功与速度变化关系在实际应用中的例子。

重点和难点解析一、教学内容重点和难点解析：动能定理是物理学中的重要概念，理解功与速度变化的关系对于学生来说具有一定的难度。

《探究功与速度变化的关系》教学设计教学设计：探究功与速度变化的关系一、教学目标1.知识与技能：了解功与速度变化的关系，掌握计算功的方法；掌握速度与运动的关系。

2.过程与方法：通过实验设计、观察和记录数据等方法，探究功与速度的变化规律。

3.情感态度与价值观：培养学生勇于探究、合作与分享的意识和能力。

二、教学重难点1.重点：探究功与速度的变化规律，培养学生的实验设计和数据处理能力。

2.难点：理解功的计算方法，应用速度与运动的关系。

三、教学过程1.导入（5分钟）通过展示一个小球在斜面上滚动的实验视频，引入问题：小球在斜面上滚动时产生的功与速度有什么关系？2.实验设计（10分钟）让学生分成小组，每组设计一个简单的实验方案，探究功与速度的变化规律。

提供一些参考方案，比如：斜面上滚动小球的实验、小车滑行的实验等。

3.实验操作（20分钟）学生按照小组设计的方案进行实验操作，记录实验数据和观察现象。

4.数据处理（15分钟）学生根据实验数据，计算出小球在滚动过程中做的功的大小，并分析功与速度的关系。

5.结果展示（10分钟）每组学生展示自己的实验结果和分析，互相交流讨论，总结功与速度的变化规律。

6.拓展与应用（15分钟）老师提出一个新问题：当小球滚动的速度不断增加时，做功的大小会怎么变化？让学生进行思考和讨论，提出自己的观点。

7.总结（5分钟）梳理本节课的重点内容，让学生自主总结功与速度的变化规律，并展示在生活中的应用。

8.作业布置布置作业：要求学生写一篇关于功与速度变化规律的文章，探讨在日常生活中遇到的速度与功的关系。

四、教学评价1.学生表现：通过观察学生的实验设计、数据处理和结果分析，评价学生的探究能力和专注度。

2.效果评估：通过学生的作业表现和课堂讨论，评价学生对功与速度变化规律的理解和应用能力。

五、教学反思本节课通过实验设计的方式，让学生亲自动手进行探究，培养了他们的观察、记录和分析能力。

但是，还需要在教学过程中更注重引导学生思考和讨论，激发他们对物理规律的兴趣和探索欲望。

实验：探究功与速度变化的关系教案一、教学目标：1. 让学生了解功和速度变化之间的关系，掌握动能定理。

2. 培养学生动手实验、观察分析、解决问题的能力。

3. 培养学生的团队合作精神，提高实验技能。

二、教学内容：1. 功的定义及计算公式。

2. 动能定理：物体所受外力做的功等于物体动能的变化。

3. 实验原理及方法。

4. 数据处理及分析。

三、教学重点与难点：1. 教学重点：动能定理的应用，实验数据的处理与分析。

2. 教学难点：实验过程中误差的减小，动能定理在实际问题中的应用。

四、教学方法：1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究功与速度变化的关系。

2. 利用实验现象，让学生直观地理解动能定理。

3. 以小组合作的形式进行实验，培养学生的团队协作能力。

五、教学过程：1. 导入：通过提问方式引导学生回顾功的定义及计算公式。

2. 讲解：讲解动能定理，让学生理解功与速度变化的关系。

3. 实验演示：进行实验，让学生观察实验现象，理解动能定理的应用。

4. 小组讨论：让学生以小组形式讨论实验过程中发现的问题，并提出解决方案。

5. 数据处理与分析：指导学生如何处理实验数据，分析功与速度变化的关系。

6. 总结：对本节课的内容进行总结，强调动能定理在实际问题中的应用。

7. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。

六、实验准备：1. 器材：弹簧测力计、细绳、小车、光滑水平面、计时器、刻度尺。

2. 步骤：a. 调节弹簧测力计，使其零点准确。

b. 将细绳穿过弹簧测力计，固定在小车上。

c. 将小车放在光滑水平面上，确保轨道平整。

d. 调试计时器，确保其正常工作。

e. 测量并记录光滑水平面的长度。

七、实验步骤：1. 学生分组，每组两人，合作完成实验。

2. 实验步骤：a. 一名学生用弹簧测力计拉着小车，另一名学生记录小车运动过程中的速度变化。

b. 逐渐增加拉力，使小车加速运动。

c. 记录不同拉力下小车的速度变化。

d. 重复实验，减小误差。

7.6探究功与物体速度变化的关系教案
的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺
序不同，从而构建他们自己的知识框架。

（四）实例探究
☆ 体会图象法在物理解题中的应用
有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为d 1的甲处时速度为v 1，试求：
（1）老鼠行进到离洞穴距离为d 2的乙处时速度v 2多大？
（2）从甲处到乙处要用去多少时间？
解析：（1）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得v 2 d 2 = v 1d 1
所以老鼠行进到离洞穴距离为d 2的乙处时速度v 2 = d 1v 1/d 2
（2）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，如图所示
由图线下方的面积代表的物理意义可知，从d 1到d 2的“梯形面积”就等于从甲处到乙处所用的时间，易得 点评：用图象法解决物理问题，简便直观，往往会收到意想不到的效果。

v
d 1-)11)((211
221v v d d t -+=。

探究功及速度变化关系教学设计教案课程目标：1.理解功的概念，能够计算功的大小；2.掌握力学中的能量和功的关系；3.理解速度对功的影响，能够分析速度变化对功的变化的影响；4.培养学生的观察能力和实验设计能力。

教学重点：1.功的概念和计算方法；2.速度对功的影响；3.实验的设计和结果分析。

教学难点：1.探究不同速度对功的影响；2.利用实验数据来分析速度和功的变化关系。

教学准备：1.实验用的小车和轨道；2.能够记录小车速度变化的仪器；3.计算功的公式和方法。

教学过程：Step 1：引入首先，教师可以通过问几个问题来引入本课的主题：我们知道在日常生活中，我们常常需要做力量的工作。

那么当我们用力推动一个物体时，我们都做了什么工作？你们是否知道这个工作的量可以用一个物理量来表示？请思考一下。

Step 2：接受实验任务通过以上引入，学生会意识到这个物理量就是"功"，教师将正式引入功的概念。

接下来，教师可以向学生提出一个实验任务：我们要研究当物体的速度变化时，功是如何变化的。

我们将通过实验来探究这一问题。

Step 3：实验设计教师介绍实验的设备和步骤：我们将使用一个小车和一条平直的轨道来进行实验。

我们要记录小车在轨道上的速度，并计算出小车在不同位置的功。

然后我们将改变小车的速度，再次计算出小车在轨道上的功。

这样，我们就可以比较不同速度下的功的大小了。

Step 4：实施实验学生分组进行实验，记录小车在轨道上的速度和位置信息，并计算出小车在不同位置的功。

学生可以自己设计实验过程，比如使用不同的推力、改变轨道的倾斜度等来改变小车的速度。

Step 5：数据分析学生收集实验数据后进行数据分析。

他们可以绘制速度和功的变化曲线，并分析曲线的特点，探究速度对功的影响。

Step 6：讨论和总结学生根据实验结果，进行讨论和总结。

他们可以回答以下问题：速度变化对功的大小有什么影响？速度越大，功是增大还是减小？为什么？Step 7：知识提取通过教师的引导，学生对这节课所学的内容进行概括和提取，总结功和速度变化的关系。

试验报告探究功与速度变化的关系实验原理：功是描述力对物体运动的影响的物理量，主要取决于力的大小和物体的位移。

功=力×位移×cosθ，其中θ为力的方向与物体运动方向之间的夹角。

速度是描述物体运动快慢的物理量，是位移随时间的变化率。

根据功的计算公式，可以推导出功与速度的关系：功=力×位移×cosθ=力×速度×时间×cosθ=力×速度×cosθ×时间=动能变化=1/2mv²-1/2mu²，其中m为质量，v为最终速度，u为初始速度。

可见，功与速度的关系是非线性的，功随速度的平方变化。

实验步骤：1.准备一段光滑的直线轨道，轨道两端分别固定一个弹簧弹出的（即力的大小与伸长量成正比）小物块。

2.将一个小物块放在轨道上，使其始终保持静止。

3.缓慢将另一个小物块推向静止的小物块，使其通过碰撞将被推的小物块推向前方。

4.观察并记录被推小物块的速度和位移，利用公式计算功。

5.重复上述步骤，但通过调节推动小物块的初速度，探究不同速度下功的变化。

实验结果与分析：通过多次重复实验，并计算不同速度下的功。

发现在速度增加的过程中，功的值呈现出非线性的增加趋势，其增加率逐渐减小。

实验结果证明了功与速度的平方成正比的关系。

根据实验结果可以得出结论：当速度增加时，功的值增加，但增加率逐渐减小。

实验误差分析：1.实验中存在一定的摩擦力，摩擦力对力的大小和方向产生了影响，可能会对实验结果产生一定的误差。

2.实验中的材料和设备的质量差异可能会对结果产生影响，如弹簧的弹性系数、小物块的质量等。

3.在实验过程中，由于实验者的操作不精确，以及观测仪器的误差，也可能会对结果产生一定误差。

改进方法：1.减小摩擦力对实验的影响，可以在轨道表面涂抹一层光滑剂。

2.选用质量较为均匀的小物块，并进行精确测量。

3.提高实验者的操作技术，减小人为误差。

《实验：探究功与物体速度变化的关系》教学设计【教学目标】●知识与技能：（1）领会探究功与速度变化关系实验的设计思路，知道该实验探究须测定功与速度两个物理量。

（2）会利用打点计时器打出的纸带计算物体运动的速度。

（3）会运用图象法探究功与物体速度变化的关系。

●过程与方法：（1）体验探究实验方案的设计思路（2）体验实验操作过程中控制实验条件的方法（3）体验通过实验数据处理寻找物理量间变化关系的方法●情感、态度与价值观：通过亲身实践体会，领略探究过程中避繁就简的方法选择，感受实验探究的快乐，形成“实践是检验真理的唯一标准”的科学观，培养学科思维方式与能力。

【重点难点】●重点：实验方案的设计，实验数据的采集与处理。

●难点：①变力功的确定（倍增法）；②从寻找W-V关系转向寻找W-V2关系（图像法）【器材准备】带滑轮的小车、导轨（一端可固定橡皮筋，另一端可改变高度）、橡皮筋（两条串联作为一根，每组5根）、电火花打点计时器（带纸带、墨粉纸盘）、毫米刻度尺、计算机、坐标纸。

【教学过程】一、创境激情提出问题（一）温故知新初步感知1、【课件投影】我们通过研究做功知道了：重力做功W→重力势能Ep=mghG→弹力势能Ep=kl2/2弹力做功WF外力做功→动能？2、情境演示：射箭→箭从静止飞出！3、视频播放：任意球射门→足球从静止飞出。

4、【课件投影】结论：外力对物体做功使物体的动能发生变化。

（二）类比分析提出问题做功→能量变化，外力做功→动能变化，外力做功与动能（速度）变化有什么关系呢？进行合理猜想。

二、实验探究形成规律（一）交流合作设计方案【课件投影】方案设计1、明确实验目的2、设置实验情境 3 、选用实验器材 4、拟定实验方法根据以上几个方面，学生分组讨论进行实验方案设计。

然后师生对比分析，确定方案。

（二）思路分析要点突破1、【课件投影】探究一：功的确定---倍增法温馨提示：⑴每次实验中，橡皮筋拉伸的长度有什么要求？每次实验中，橡皮筋拉伸的长度要相同。