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動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)新解
【教材分析】 動(dòng)能定理是力學(xué)中最重要的規(guī)律之一，它的應(yīng)用貫穿于以后的許多章節(jié)，但該節(jié)內(nèi)容又是學(xué)生第一次定量的研究能量，所以本節(jié)要求學(xué)生通過(guò)做功轉(zhuǎn)化成其它能量的數(shù)學(xué)描述，了解動(dòng)能的概念。 【學(xué)情分析】 初中時(shí)學(xué)生已學(xué)過(guò)了動(dòng)能的初步知識(shí)，這為本節(jié)教學(xué)奠定了一定的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步了解物體的動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度的定量關(guān)系，為實(shí)驗(yàn)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的定量關(guān)系做好鋪墊。 【教學(xué)目標(biāo)】 1．知識(shí)目標(biāo)：掌握動(dòng)能的概念，會(huì)利用實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)外力做功與動(dòng)能的變化關(guān)系。 2．能力目標(biāo)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和方法的遷移能力和利用已知知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 3．情感目標(biāo)：在學(xué)生討論與交流的基礎(chǔ)上組織學(xué)生進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)際操作、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理等培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)解決物理問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。 【教學(xué)重點(diǎn)】 建立動(dòng)能的概念，實(shí)驗(yàn)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的定量關(guān)系，為理論推導(dǎo)動(dòng)能定理奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。 【教學(xué)難點(diǎn)】 實(shí)驗(yàn)探究外力（重力）做功與物體動(dòng)能變化的定量關(guān)系。 【教學(xué)手段】 分組實(shí)驗(yàn)。 【教學(xué)過(guò)程】 一、課前預(yù)習(xí) 【知識(shí)】 1．動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，叫動(dòng)能。 2．動(dòng)能的大�。� （m為物體的質(zhì)量，v為物體的速度）。 可見，物體的動(dòng)能跟物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。 m越大Ek越大：v越大Ek越大。 【問(wèn)題】 1．自由落體運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能如何變化？其原因是什么？ 2．自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，重力所做的功WG與其動(dòng)能的變化量ΔEk有何關(guān)系？ 3．你能否利用下面提供的器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究一下重力所做的功與動(dòng)能的變化量的關(guān)系？提供的器材有：電火花式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘、刻度尺。 4．如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？為什么這樣設(shè)計(jì)？ 5．需要測(cè)量和記錄哪些數(shù)據(jù)？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。 6．如何利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算重力所做的功WG和動(dòng)能的變化量ΔEk？ 7．如何正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果的表格。 8．請(qǐng)發(fā)揮你的想象，猜測(cè)一下實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是什么？ 二、課堂教學(xué) 【師】什么是動(dòng)能？ 【生】物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能。 【師】一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，其動(dòng)能的大小如何計(jì)算？ 【生】物體的動(dòng)能等于物體的質(zhì)量與速度平方的乘積一半，即： 。 【實(shí)驗(yàn)演示】讓一小球做自由落體運(yùn)動(dòng)。 【師】小球的速度如何變化？動(dòng)能如何變化？ 【生】小球速度越來(lái)越大，動(dòng)能也越來(lái)越大。 【生活實(shí)例】列車離站加速行駛時(shí)，速度越來(lái)越大，即動(dòng)能越來(lái)越大：汽車剎車后，速度越來(lái)越小，即動(dòng)能越來(lái)越小。 【師】什么原因?qū)е挛矬w的動(dòng)能發(fā)生變化？ 【生】是由于外力對(duì)物體做了功。 【師】外力做功與物體動(dòng)能改變量之間到底有什么定量關(guān)系？ 為了研究方便，以自由落體運(yùn)動(dòng)中的重力做功為例，研究重力所做的功與物體動(dòng)能改變量之間的定量關(guān)系。你能否根據(jù)已有的知識(shí)對(duì)這種關(guān)系作出猜想，并設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證你的猜想？ 【實(shí)驗(yàn)探究】外力（重力）對(duì)物體所做的功與物體動(dòng)能的變化關(guān)系 1．提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電火花式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘，刻度尺。 2．請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)已有的知識(shí)，結(jié)合提供的實(shí)驗(yàn)器材，在小組討論的基礎(chǔ)上，寫出你們的實(shí)驗(yàn)方案。討論時(shí)請(qǐng)圍繞下列問(wèn)題進(jìn)行： （ 1）如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案？（實(shí)驗(yàn)結(jié)束后叫學(xué)生上臺(tái)演示其實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程） 【師生探討】將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器側(cè)放于桌面上，使限位孔伸出桌面外，將夾有重錘的紙帶從下向上穿過(guò)限位孔，用手壓住打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，另一手握住紙帶的上端，使紙帶豎直，重錘緊靠在下邊的限位孔處，開啟電源使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作，然后放手，使紙帶在重錘的帶動(dòng)下自由下落�？梢钥吹�，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下了一系列點(diǎn)，利用打了點(diǎn)的紙帶來(lái)計(jì)算重力所做的 WG與動(dòng)能變化量ΔEK的定量關(guān)系。
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