高中物理创新实验说课探究功与速度变化的关系Word文件下载.docx
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”、“变力对物体做功与动能变化是否也存在同样的关系?
”“如果物体做的是曲线运动是否也成立?
”
通过这样的安排,学生既增加了探究的与体验的机会,也提高了理论联系实际的水平。
也会更深刻地认识到动能定理不仅适用于恒力做功,也适用于变力做功;
不仅可以用于直线运动,也可以适用于曲线运动,更直观地理解动能定理的普适性。
实验教学目标
知识与技能
1)能设计出合理的实验方案,分析并处理实验数据,得出正确结论。
2)学会利用图像研究物理量之间关系的方法。
3)知道如何利用计算机相应软件处理实验数据。
过程与方法
1)经历功与速度变化关系的探究过程。
2)通过对变力做功问题的处理,体会科学方法的精妙,掌握用图像法寻找物理规律的方法。
情感态度价值观
经历实验探究过程,体会学习的快乐,激发学习的兴趣和求知欲
教学重点
1.探究功与速度变化关系的物理过程和所用方法
2.用图像方法分析、处理实验数据
教学难点
1.探究思路的形成及实验条件的控制
实验原理及器材
测速度:
打点计时器或光电门
测量功:
恒力做功——测力计测出力的大小或利用天平测质量求重力,再测位移求做功
变力做功——橡皮筋、弹簧都可以施加变力
教学流程
创设情境引入新课
回顾:
上节课内容恒力做功与动能变化的关系W=
mv
-
师:
上述结论的推导是在恒力做功、直线运动过程中得出的。
这一关系是否在任何情况下都成立?
若做功过程对应一个曲线运动的路径,如何设计实验探究这一关系?
若是变力做功,又如何设计、探究呢?
设置问题引导学生设计实验方案:
1.用什么仪器测量速度?
怎么测?
2.测量功需要测什么物理量,用什么实验器材测量,怎么测?
3.怎样通过一个实验同时测出速度和功?
分组讨论方案
(学生活动,老师指导并帮学生归纳得到最为合理的方案)
拓展理论推导(从恒力、直线运动过程拓展到变力、曲线运动过程)
实验方案一
物体在恒力做功情况下做曲线运动
当做功过程对应路径为曲线时,探究力对物体作功与动能变化的关系。
引导学生设定实验情景:
什么样的曲线运动?
平抛运动或圆周运动
在讨论之后确定方案:
小球在下落过程中受到拉力T和重力G的作用,但只有重力G对小球做功,即恒力作用下的曲线运动。
探究:
如何测得重力做功和物体的速度
测量重力做功,需测重物质量、物体下落高度
测量物体的速度,需借助光电门
利用现成的DIS数字实验室套件中的机械能守恒演示仪,并稍作调整
演示实验,通过计算机处理实验数据
生:
分析数据,讨论得出结论---曲线运动中,上述结论仍然成立。
(相对误差允许的范围之内)
实验方案二
物体在变力作用下做直线运动
变力做功实验的难点是不好定量测定做功值,但教材用当物体位移一定时,所受变力加倍,则变力做功也加倍的关系巧妙地避免了无法求解变力做功的问题,学生也学到了转换思维方式处理问题的方法;
如果采用DIS数字实验室系统来进行试验,可以实时测量变力大小,并用计算机辅助求出准确变力做功的值。
问题提出:
怎样的变力做功,寻找合适的施力物体
答:
橡皮筋,橡皮筋的弹力随形变量的变化而变化,形变量直接影响作用点的位移,即弹力随物体的位移变化而变化
问:
需要那些器材?
如何测量变力做功值,如何测量物体速度?
实验器材:
朗威DISLab数据采集器、力学传感器、位移传感器、光电门传感器、计算机、橡皮筋、天平、DISLab力学轨道和配套小车等附件
实验方案探究:
让小车从静止开始,在橡皮筋的拉动下沿光滑轨道做加速运动。
实验之初先探究如何平衡摩擦力。
1、橡皮筋一端连小车,一端连接力传感器,可以测得实时橡皮筋的张力;
2、小车上放一位移传感器(发射端),在轨道上的小车释放处固定位移传感器(接收端),小车拉至出发点选择位移传感器通道用数字显示方式调零(接收传感器和发射传感器不需要紧靠)
可以通过计算机记录位移变化数据,做出橡皮筋拉力随位移变化关系图。
3、利用光电门测量橡皮筋已没有张力时小车的速度(即末速度)
数据处理方法探究:
1、如何处理采集好的数据?
位移传感器调零位置
计算机已经在实验进行的同时实时采集并绘制了橡皮筋拉力随小车位移变化的F-x图像,变力做的功可用图像与横轴所包的面积求得(此方法在第二节功里有涉及)
操作:
用选取工具选取有效区域,本实验位移从零开始直到力为零,点击“其他处理”中的积分功能,计算出力与位移的积分值
2、再由表格计算得出小车经过光电门时的动能,因为小车是从静止开始运动,则该值可以表示动能的变化量。
在误差允许的范围内,变力所做的功与物体动能的变化相等,从而定量地验证了变力作用下动能定理同样适用。
方案二拓展
实验方案二拓展:
1、将橡皮筋换成弹性碰圈(力学轨道附件,原用于动量定理变力作用实验)固定在小车的前端,其他装置与方案二装置图相似。
在起始点(位移零点,)给小车初速度v0,先匀速经过光电门,接着弹性碰圈与力传感器测量钩相互作用,小车克服变化的弹力做功,当弹簧圈压缩量最大时力也最大,动能全部转化为弹性势能,此时动能为零。
该过程中同时绘制“力—位移”图线,比较积分值和动能计算值。
进行该实验需要注意的是小车与弹簧圈作用后会反弹,会刷新光电门对时间的记录,并且左右运动的图线会重叠,导致积分值偏差很大。
所以在实际实验操作时我们应在小车反弹后及时阻止其再次经过光电门。
或者当无法避免反弹造成的影响时,应在记录中找到位移最大值,将其反弹部分的数据删除,重新绘图积分,其中力的值为负值,可理解为变力做负功。
2、当然,我们还可以寻找更多的变力做功实例来验证,如两磁极作用等。
实验效果评价
本节是一节实验探究课,在进行实验探索、数据采集时,需要考虑什么是有价值的数据,用什么方法来获得数据,以及如何证明这些数据是可靠的。
过去我们强调的实验,主要指操作技能,现在强调的实验,除了操作技能外,还希望学生更加重视实验中的科学思想和技能的学习。
所以在动手做这节课的实验之前要启发引导学生能够明白实验目的、设计思路以及实验时应注意的事项。
本次实验并没有延续教科书上变力功橡皮筋倍增法,而是改变测量手段利用传感器与计算机结合,这两种方法在物理思想和对学生思维的培养等方面有些不同。
两种方法比较
变力功橡皮筋倍增法
变力功橡皮筋积分法
橡皮筋与打点计时器组合
橡皮筋与光电门组合
不能测出功的具体数值,通过改变橡皮筋的条数获得成倍的功
通过位移传感器与力传感器结合绘制出力随位移变化关系,利用积分的方式求出变力功的具体数值。
需要进行多次实验,得到多组数据
一组实验即可得到对应一系列数据进行验证
实验器材较复杂,和原来的实验没有重复感,有利于培养学生的创新思维
实验器材较复杂,多为新式实验器材,在使用之前,需要先对学生进行培训,熟悉各传感器用途及使用方法,及数据处理的方法。
方法新颖,和原来的实验没有重复感,有利于培养学生的创新思维
恒力作用下的曲线运动
摆动小球与光电门组合,测出末状态小球速度
利用重力做功与路径无关,只测量初末位置高度差
只测一组数据即可进行验证
实验器材、实验原理、操作及数据处理简单易懂,容易上手。
所谓说课是教师在备课的基础上,面对评委、同行、系统地口头表述自己的教学设计及其理论依据,然后由听者评说,达到相互交流,共同提高的目的的一种教学研究形式。
说课的基本步骤
一、说教材
1、教材的地位:
从地位上、结构上、内容上、教育意义上等方面论述本节教材在本课\本书中的地位和作用。
2、教学目标:
根据新课程标准的要求、学生年龄特点、生活经验、认识问题的层次、程度、学生发展的需要等方面制定出三维学习目标。
3、教学重点、难点:
从教学内容、课标要求、学生实际、理论层次、对学生的作用等方面找出确立重点难点的依据并确定教学的重点和难点。
二、说教法
依据《纲要》、课标的四性、新理念、新教法等理论具体说明将在课堂设计中运用那些方法。
这里可以从大的方面,从宏观上来说一下,具体详细可以放在下一个教学程序里说明。
如:
1、参与式2、讨论式3、互动式4、体验式5、研究性学习
6、谈话、对话、辩论、调查、情景模拟、亲历体验、小活动等
三、说学法
依据新的教学理念、学习方式的转变,说出所倡导自主、合作、探究等方式方法。
达到体验中感悟情感、态度、价值观;
活动中归纳知识;
参与中培养能力;
合作中学会学习。
四、说教学程序
主体部分:
说出教学的基本环节、知识点的处理、运用的方法、教学手段、开展的活动、运用的教具、设计的练习、学法的指导等。
并说出你这样设计的依据是什么。
五、说板书
一般正规的说课如果时间允许的情况下,是要在说教学程序的过程中写出板书提纲的。
如果时间很紧张,你可以提前写在一张大纸上,张贴在黑板上也可以。
能够配合讲解适时出示,达到调控学生、吸引注意、使师生思路合拍共振的目的
说出这样设计的理由。
能体现知识结构、突出重点难点、直观形象、利于巩固新知识、有审美价值等。
说课应遵循的四个原则
一、科学性原则--说课活动的前提
科学性原则是教学应遵循的基本原则,也是说课应遵循的基本原则,它是保证说课质量的前提和基础。
科学性原则对说课的基本要求主要体现在以下几个方面。
1、教材分析正确、透彻。
2、学情分析客观、准确,符合实际。
3、教学目的的确定符号大纲要求、教材内容和学生实际。
4、教法设计紧扣教学目的、符合课型特点和学科特点、有利于发展学生智能,可行性强。
二、理论联系实际原则--说课活动的灵魂
说课是说者向听者战士其对某节课教学设想的一种方式,是教学与研究相结合的一种活动。
因此在说课活动小中,说课人不仅要说清其教学构想,还要说清其构想的理论与实际两个方面的依据,将教育教学理论与课堂教学时间有机的结合起来,做到理论与实践的高度统一。
1、说课要有理论指导。
2、教法设计应上升到理论高度。
3、理论与实际要有机统一。
三、实效性原则--说课活动的核心
任何活动的开展,考试大都有其鲜明的目的。
说课活动也不例外。
说课的目的就是要通过“说课”这一简易、速成的形式或手段来在短时间内集思广益,检验和提高教师的教学能力、教研能力,从而优化了课堂教学过程,提高课堂教学效率。
因此,“实效性”就成了说课活动的核心。
为保证每一次说课活动都能达到预期目的、收到可观实效,至少要做到以下几点。
1、目的明确。
2、针对性强大。
3、准备充分。
4、评说准确。
四、创新性原则——说课活动的生命线
说课是深层次的教研活动,是教师将教学构想转化为教学活动之前的一种课前预演,其本身也是集体备课。
在说课活动的一个组成部分。
尤其是研究性说课,其实质就是集体备课。
在说课活动中,说课人一方面要立足自己的教学特长、教学风格。
另一方面更要借助有同行、专家参与评说众人共同研究的良好机会,树立创新的意识和勇气,大胆假设,小心求证,探索出新的教学思路和方法,从而为断提高自己的业务水平,进而不断提高教学质量。
只有在说课中不断发现新问题、解决新问题,才能使说课活动永远“新鲜”、充满生机和活力。
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- 高中物理 创新 实验 探究 速度 变化 关系