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視頻標(biāo)簽：功與速度變化的關(guān)系
所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻
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)驗器材
小車、木板、天平、彈簧秤、滑輪、鉤碼、重錘、打點(diǎn)計時器、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)計并完成探究性實(shí)驗，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和物理實(shí)驗的核心素養(yǎng)
3實(shí)驗原理/設(shè)計思路
學(xué)生根據(jù)必修2教材中《實(shí)驗：探究功與速度變化關(guān)系》一節(jié)課中提供的兩個參考案例，設(shè)計新的實(shí)驗，將兩個案例中存在的不足加以分析改進(jìn)，設(shè)計“完美的”實(shí)驗。
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)計并完成簡單的探究性實(shí)驗
3、發(fā)揚(yáng)學(xué)生之間的團(tuán)結(jié)合作精神，鼓勵探討和交流活動
4、培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和質(zhì)疑精神
5教學(xué)內(nèi)容
一、針對教材實(shí)驗案例提出問題
二、學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識設(shè)計實(shí)驗
三、學(xué)生根據(jù)設(shè)計實(shí)驗進(jìn)行實(shí)驗操作
四、實(shí)驗結(jié)果的總結(jié)與交流
6教學(xué)過程
一、學(xué)生對教材中給的兩個實(shí)驗案例提出問題。
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)為重物重力等于對小車的拉力來計算功的大小
學(xué)生提出:能否消除計算拉力做功偏大這個系統(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)驗方案，向教師請教，教師并沒有直接給學(xué)生答案，而是鼓勵學(xué)生自己解決問題
二、學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識設(shè)計實(shí)驗（20分鐘）
學(xué)生在教師鼓勵下，分成幾個合作小組，根據(jù)已學(xué)知識，發(fā)揮想象，自主研究設(shè)計實(shí)驗。學(xué)生熱情非常高，教師給出幾條建議：(一)實(shí)驗器材要利用實(shí)驗室現(xiàn)有的器材(二)實(shí)驗要簡單易行，便于操作測量(三)要盡可能準(zhǔn)確。
以下是學(xué)生設(shè)計的幾個比較有代表性的實(shí)驗方案
方案一
如右圖
利用自由落體實(shí)驗裝置，測出重錘重力
再找出mgh和v2的關(guān)系
方案二
將小車置于斜面上，用彈簧秤測出其下滑分力F的大小，再通過打點(diǎn)計時器測出位移和速度進(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)驗裝置進(jìn)行實(shí)驗,如圖一，數(shù)據(jù)處理時把圖一等效為圖二把小車和重物看成一個整體在一條直線上，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)動的知識求出小球的運(yùn)動速度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
通過如圖所示的動滑輪裝置能夠測出繩子拉小車的力F，打點(diǎn)計時器測出小車的速度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)計的實(shí)驗方案進(jìn)行實(shí)驗教師同時給予指導(dǎo)(25分鐘)
方案一：實(shí)驗進(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)生在測量小車沿斜面下滑的合力時，沒有考慮靜摩擦力與滑動摩擦力的區(qū)別，小車靜止?fàn)顟B(tài)下來測量的，后經(jīng)過教師提示，學(xué)生改用小車緩慢下滑讀出測力計讀數(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，所以實(shí)驗進(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，同時還需測量勁度系數(shù)，實(shí)驗進(jìn)展緩慢，最終沒有得出合理的實(shí)驗結(jié)論。
方案五：實(shí)驗最初，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。
四、實(shí)驗結(jié)果的總結(jié)與交流（15分鐘）
實(shí)驗小組限時介紹自己的實(shí)驗過程和實(shí)驗結(jié)論，最后大家加以討論并提出建議和表揚(yáng)，評出最理想的實(shí)驗，教師給予肯定
7效果評價
本節(jié)課是通過學(xué)生的自主設(shè)計并完成探究性實(shí)驗，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗探究和科學(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)驗內(nèi)容，所以學(xué)生也就沒有相關(guān)的實(shí)驗創(chuàng)新，相信隨著時代的進(jìn)步，將來的農(nóng)村孩子也能走進(jìn)數(shù)字實(shí)驗室。
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