高一物理《2-1实验：探究小车速度随时间变化规律》教案（必修一）

高一物理《2-1实验：探究小车速度随时间变化规律》教案（必修一）

课 题 名 称 课时 数 2课时 课型 问题生成、解决课 课 程 标 准 《普通高中物理课程标准》中对本节知识的具体内容标准如下： 1.巩固打点计时器的使用，纸带数据的处理和测量瞬时速度方法； 2.通过实验探究体验如何从实验中获取数据，学会利用图像处理实验数据的方法； 3.知道小车在重物的牵引下运动速度随时间变化的规律。 学 习 目 标 1.知识与技能目标： ①根据相关实验器材，设计实验并熟练操作； ②会运用已学知识处理纸带，求出各点的瞬时速度； ③会用表格法处理数据，并合理猜想； ④巧用 v-t 图像处理数据，观察规律； ⑤掌握画运动图像的一般方法，并能用简洁的语言进行阐述； 2.过程与方法目标： ①初步学习根据实验要求设计实验，完成对新规律的探究方法； ②对已经得到的纸带，会用近似的方法得出各点的瞬时速度； ③初步学会利用实验数据进行猜想、探究、验证、发现规律的探究方法； ④能直观地运用物理图像展现规律、验证规律； ⑤进一步在实验过程中体验打点计时器的使用，体验瞬时速度的求法； 3.情感态度与价值观目标： ①在实验的设计过程中体验并锻炼思考的全面性、准确性和逻辑性； ②在实验数据的猜测过程中提高学生的思维发散能力； 重 重点： ①用图像法研究速度变化的规律； 点 难 点 ②对运动的速度随时间变化规律的探究； 难点： ①会计算各点的瞬时速度； ②对实验数据的处理及猜测探究过程； 学习过程 评价任务（内容、问题、试题） 学习活动（方式、行为策略） 一、实验原理设计 【问题 1】在上一章中我们学会了利用打点计时器来测量纸 带运动时候的速度，那么打点计时器能不能测 量一辆小车在砝码带动运动 时的速度？如果 能，请大家设计一个实验，并通过该实验，探 究改小车的运动速度随时间变化的规律。 【问题 2】实验中怎么利用砝码拉动小车运动？那么还需要 什么器材？ 【问题 3】实验中怎样控制小车速度，以免因太快而撞击损 毁小车？ 实验过程中注意事项： 1、开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。 2、先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车 停止运动时及时断开电源。 3、要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑 轮前及时用手按住它。 二、进行实验 各组按照自己设计的实验步骤进行实验，并得到三条 或以上的点迹清晰的纸带。 教师预设问题： 利用打点计时器探究小车 的速度随时间的变化规律。 学生积极讨论，合作解决： 设计完整的探究实验（包括 原理、器材、步骤、注意事 项、数据处理等全部过程）。 学生动手 学生分组合作完成实 验操 作。 【问题 4】若实验中得到的纸带只有最末端附近有几个比较 稀疏的点迹，试分析这是什么错误操作引起 的？ 【问题 5】若实验中得到的纸带不是清晰的点迹，而是一连 串断断续续的虚线式点迹，试分析原因。 实验过程： 1、 附有滑轮的长度板平放在实验桌上，并使滑轮伸出 桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一 端，连接好电路。 2、 用一条细绳栓住小车使细绳跨过滑轮，下边挂上适 量的钩码，让纸带穿过打点计时器，并把纸带的一 端固定在小车的上面。 3、 把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后释放小 车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上 打下一列小点 。换上新的纸带，重复实验三次。 三、实验数据处理 【问题 6】纸带上的点迹总是呈现出开始的点迹都是很密集 的，是不是一定要以最开始的点为计时的起 点？ 【问题 7】如果即使是忽略开始的比较密集的点迹，我们还 是得到的密集的点，又怎样处理这样的数据？ 【问题 8】通过纸带上的点迹，如何得到所研究的点的瞬时 速度？能用该方法计算始末点的瞬时速度吗？ 参考表格二： 计数点编号 0 1 2 3 4 5 6 时间 t(s) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 注意纸带上要标记实验中 使用的砝码数量。 教师指导： 教师巡视指导学生进行实 验操作，并对学生的实验技 能做针对性指导。适时适度 帮助学生解决实验过程中 的问题。 学生根据设计的实验原理 及数据处理方法，进行数据 处理，期间可能会出现一些 新问题，这个可以提出来供 全班同学参与解决。 教师在期间引导学生完成 数据处理。 【问题 9】得到了各点瞬时速度后，除了利用教材 page31 的表格表示的方法，有没有更为合理，更为直 观的反应速度随时间变化的方法？ 处理数据过程中注意事项： 1、纸带要选择打出的点清晰的 2、舍掉开始过于密集的点 3、用每打 5 个点的时间为计时单位。即 T＝0.02s×5 ＝0.10s 这样既可方便计算，又可减少误差。 四、速度-时间图像的描绘 【问题 10】借鉴上一章中的位移-时间图像，本节中怎么利 用所得数据，描绘速度时间图像？ 【问题 11】对于描点后画线过程中，有的点偏离了描绘的 线迹，这些点怎么处理？ [来源:Zxxk.Com] 【问题 12】对于你组说描绘出的 v-t 图像，你能总结出小车 是速度随时间是怎么样变化的？ [来源:学&科&网] 【问题 13】如何利用图像求出小车运动的初速度和加速 度？ 各计数点到 0 的 距离 s( m) 相邻计数点的距 离 S(m) S01 S12 S23 S34 S45 S56 各计数点速度 (m/s) v1=[来 源:Zxxk.Com] v2= v3= v 4= v5= [来源:学科网 ZXXK] 教师引导学生了解图像表 示物理规律的优势。 此处提醒学生尊重实验数 据，培养学生实事求是的科 学精神。 [来源:Zxxk.Com] 【问题 14】某同学用以下方法绘制的小车的 v-t 图象，先 把纸带每隔 0.1s 剪断，得到若干短纸条，再 把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下 端对齐，作为时间轴，标出时间，最后将纸条 上端中心连起来，于是得到 v-t 图象。请你按 以上办法绘制这个图象。这样做有道理吗？说 说你的看法。 【随堂练习】 例 1、为了计算加速度，最合理的方法是（ ） A、根据任意两计数点的速度公式 tva  / 算出 加速度 B、根据实验数据画出 v—t 图，量出其倾角，由 公式 tana 求出加速度 C、根据实验数据画出 v—t 图，由图线上相距较 远的两点对应的速度、时间，由公式 tana 求出加速度 D、依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出 平均值作为小车的加速度 课 后 反 思