一、教学过程

1　新课引入

教师引导学生从方法上复习旧知:前几节课中,我们研究了重力做功与重力势能的关系,从而确立了重力势能的表达式;类似地,探究弹力做功与弹性势能的关系,从而确立弹性势能的表达式。那么,如何确立动能的表达式呢?

2　新课教学

2.1　由“玩弹弓”所想到的

回忆童年的乐趣,教师演示“玩弹弓”(学生兴趣一下子被调动起来,课堂气氛十分浓烈)。引导学生思考:橡皮筋伸长,产生弹力,在形变恢复的过程中,对小石子做了功;另一方面,小石子离开弓获得速度。请猜想:小石子离开弹弓的速度与哪些因素有关?(让学生根据已有的生活经验,小组讨论,尽量多地回答,如橡皮筋的拉长量、劲度系数、小石子的质量、空气阻力…)概括学生的回答,提出本节课的课题———探究功与物体速度变化的关系。

进一步提问:如何测定橡皮筋恢复形变过程对小石子做的功?(本节课教学的难点,让学生在思考讨论中解决难点,初步形成实验方案。)橡皮筋的弹力是变力,变力做功很难计算,若将若干条规格相同的橡皮筋并联,每次拉伸相同的长度,易得到倍数的功。

2.2　实验方案的确定

让学生相互讨论,逐步形成课本的设计方案,并指出实验器材有:长木板(有垫木)、小车、电火花打点计时器、纸带若干、橡皮筋若干…多媒体投影预习思考题(学生积极回答,老师肯定学生的正确之处,科学地进行评价。)

(1)探究过程中,我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值?

(2)每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求?

(3)小车获得的速度怎样计算?

(4)你能找出表格一、表格二中y与x的函数关系吗?

2.3　分组实验

四人一组,进行实验,操作中注意以下几个问题。

(1)小车在木板上运动时会受到阻力,可以采用什么方法进行补偿?

(2)纸带上的点距并不都是均匀的,应该采用那些点距来计算小车的速度?为什么?

(3)根据测出的数据,怎样预测功与速度的关系?用图象法研究功与速度的关系时怎样使研究过程简便直观?

在实验过程中,教师巡视指导———个别性问题个别指导;共同性问题集体指导。

2.4　成果交流与评价

指导学生设计实验数据表格,并投影部分学生设计的表格,让学生评价各自的优点和缺点。投影展示某组学生自行设计的实验数据表格。

通过对表格中弹力做功W和小车获得的速度v的关系讨论,只能得到“弹力做功越多,小车获得的速度越大”的结论。若作出功———速度曲线,可更直观反映它们的关系。投影展示某组学生作出的功———速度曲线。

教师强调作图的注意事项:坐标轴的选取、比例的选定、画图时用平滑的曲线连接等。由于W和v的关系图线不是一条直线,因此橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度关系不是正比例关系。由图线中可以看到它们到底是哪一种关系?(由数学知识知:W是v的幂函数)

猜测可能是:W∝v2、W∝v3

方法一:可以计算出相对应速度的值,判断与哪一种更接近。

方法二:作出W-v2、W-v3图线。(方便又直观)

投影展示某组学生自行设计的实验数据表格。（在原表格上添加了一项）

投影展示某组学生作出的功———速度平方曲线。(让学生表述:力对物体做功与物体速度平方的变化成正比。)

3　归纳与拓展

3.1　归纳“探究力对物体做功和速度变化的关系”的实验方案

①功的测量：位移相同,力不同→橡皮筋法；力相同,位移不同→重力法

②速度测量：打点计时器；光电门

由上面分析,组合得到四种实验方案:“橡皮筋法+打点记时器”、“橡皮筋法+光电门”、“重力法+打点记时器”、“重力法+光电门”。

(引导学生总结,互相补充完善。)

3.2　拓展:借助Excel软件进行数据处理

(课本18页“做一做”,激学生强烈的求知欲望,有效地将课内延伸到课外。)

二、课后体会

本案例是一个探究式学习的课堂教学设计,整个设计贯穿学生自主构建知识这一主线,抓住了探究式学习的本质和核心,充分调动了学生学习的主动性,通过本次探究式教学尝试,主要有以下两点体会:

1.教学前应激发学生的探究欲望,引发其认知冲突;

2.活动中,应让学生体验科学探究的过程,领悟科学研究的方法