“探究功與物體速度變化關(guān)系”教學(xué)設(shè)計(jì)
（2）拉力的大小怎么辦？是否就等于鉤碼重力，經(jīng)過(guò)討論或者推導(dǎo)證明得出拉力小于鉤碼重力，雖然可以計(jì)算出拉力大小，但為了減輕實(shí)驗(yàn)負(fù)擔(dān)，就近似認(rèn)為鉤碼重力等于繩子拉力，條件是鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量。
師提問(wèn)：怎樣得出位移？
引導(dǎo)出在紙帶上確定始、末兩點(diǎn)，用尺子測(cè)量出位移大小。
師提問(wèn)：怎樣確定始、末速度？
引導(dǎo)得出用中間時(shí)刻瞬時(shí)速度等于全程的平均速度得出。
師：剛才設(shè)計(jì)出的方案涉及到的問(wèn)題我們?cè)诒匦?中已經(jīng)解決，現(xiàn)在想用如圖所示的方案探究合力功與小車(chē)速度變化關(guān)系，以上問(wèn)題如何解決？
（1）引導(dǎo)出為使橡皮筋拉力成為合力，平衡摩擦力的方法與前面一樣。
（2）拉力大小如何確定？有些學(xué)生指出皮筋的勁度可以測(cè)出，再由形變量得出拉力，再求合力，引導(dǎo)提問(wèn)：目的是求拉力還是求拉力的功？發(fā)現(xiàn)拉力為變力，求功不好求。引導(dǎo)上節(jié)課彈簧彈力也是變力，但我們成功地求出了功，求皮筋這個(gè)變力的功能使用彈簧變力功的方法嗎？學(xué)生回答能用除以2求平均力或者分割、求和、逼近的微積分方法。教師引導(dǎo)提問(wèn)：彈簧變力的功之所以能用上述方法是因?yàn)閯哦萲恒定，拉力f與形變量l成正比，或說(shuō)拉力f隨形變量l的變化均勻增大，橡皮筋有這個(gè)特點(diǎn)嗎？即勁度k恒定不恒定？學(xué)生回答不出可引導(dǎo)：化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的膠皮管或者醫(yī)用膠皮管（靜脈取血）拉長(zhǎng)后有什么變化？學(xué)生能回答出變細(xì)了，逐步引導(dǎo)出勁度系數(shù)變化了。
（3）拉力是變力，而且勁度系數(shù)也變，怎樣變也不知，彈簧變力功的方法用不了了（畫(huà)不出f-l圖像），那怎么求皮筋做的功？
由于教師一直在問(wèn)怎樣求皮筋這個(gè)變力的功，學(xué)生的思維一定沿著要求出功的方向，因此至此陷入困境。
師：我們?cè)谔骄考铀俣扰c力、質(zhì)量關(guān)系時(shí)用過(guò)一種方法，不需要求出加速度具體值，也不需要求出力的具體值，只要知道兩次實(shí)驗(yàn)中力的比值和加速度的比值，就可以得出加速度與力的關(guān)系。現(xiàn)在我們要討論功與速度變化的關(guān)系，能用類(lèi)似的辦法嗎？若學(xué)生仍沒(méi)有受到啟發(fā)？接著引導(dǎo)：非要算出功的具體值嗎？再用實(shí)物引導(dǎo)，展示并說(shuō)明：“有許多條相同的橡皮筋”若學(xué)生還是不能提出正確方案，可以直接告知：“如果我們做兩次實(shí)驗(yàn)，知道這兩次實(shí)驗(yàn)中功的倍數(shù)關(guān)系，還知道兩次實(shí)驗(yàn)中速度的倍數(shù)關(guān)系，不也可以看出功與速度變化的關(guān)系嗎？”進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生得出：“第一次用一條橡皮筋，第二次用兩條橡皮筋……”
師：這種巧妙的方法在物理學(xué)史上是有先例的……（用幾句話簡(jiǎn)單介紹庫(kù)侖如何解決電量大小的問(wèn)題的。）
師：功的問(wèn)題已經(jīng)解決，那么初位置與初速度，末位置與末速度的問(wèn)題呢？
師提問(wèn)：還能不能從紙帶上任意找兩個(gè)點(diǎn)作為初、末位置呢？若學(xué)生做不出判斷可進(jìn)一步問(wèn)：關(guān)鍵是找到的這兩點(diǎn)的速度怎樣得出，還能用中間時(shí)刻瞬時(shí)速度等于全程的平均速度的方法得出嗎？學(xué)生很自然地發(fā)現(xiàn)是變加速，此法不通。再進(jìn)一步問(wèn)那應(yīng)該怎樣選始末點(diǎn)，學(xué)生容易確定初始點(diǎn)選在頭一個(gè)點(diǎn)好，因?yàn)檫@樣初速為零，但對(duì)終了點(diǎn)不能確定，教師引導(dǎo)提問(wèn)：小車(chē)加速過(guò)程中皮筋伸長(zhǎng)量逐漸恢復(fù)，到原長(zhǎng)后小車(chē)如何運(yùn)動(dòng)？學(xué)生容易答出勻速，紙帶上點(diǎn)間隔均勻，從而可用點(diǎn)間距除以時(shí)間間隔得到勻速速度，從而解決末速度問(wèn)題（末位置無(wú)所謂，反正也用不上位移，關(guān)鍵是末速度）