探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律

1、名師精編優(yōu)秀教案第二章第一節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律浙江湖州練市中學(xué)高銀忠教材普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書（必修）物理1第二章第一節(jié).教學(xué)時(shí)間1課時(shí).教學(xué)目標(biāo)本課教學(xué)目標(biāo)在以下三個(gè)領(lǐng)域具體為1、知識(shí)與技能 運(yùn)用已學(xué)過的知識(shí)處理紙帶，求各點(diǎn)瞬時(shí)速度。 巧用v-t圖象處理數(shù)據(jù)，觀察規(guī)律。2、過程與方法 能借助數(shù)學(xué)工具將問題化繁為簡(jiǎn)，利用v-t圖象展現(xiàn)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，研究規(guī)律。 根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并熟練操作3、情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過對(duì)紙帶的處理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖象展現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，能使學(xué)生靈活地運(yùn)用科學(xué)方法研究問題、解決問題、提高創(chuàng)新意識(shí).提高學(xué)生合作探究能力. 在對(duì)現(xiàn)象規(guī)

2、律的語言闡述中，提高了學(xué)生的語言表達(dá)能力，還體現(xiàn)了各學(xué)科之間的聯(lián)系。 通過經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探索過程，體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律探索的方法教學(xué)重點(diǎn)1、掌握實(shí)驗(yàn)的操作過程。2、圖象法研究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。教教學(xué)難點(diǎn)1、各點(diǎn)瞬時(shí)速度的計(jì)算。2、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、規(guī)律的探究。教學(xué)方法討論法、實(shí)驗(yàn)探究法教學(xué)用具導(dǎo)線、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車、鉤碼若干個(gè)、一端有滑輪的長(zhǎng)木板、帶小鉤的細(xì)線、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙、學(xué)生電源。設(shè)計(jì)理念本節(jié)內(nèi)容被安排在第二章第一節(jié)，即在“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間的關(guān)系”之前，起到一個(gè)鋪墊作用。本節(jié)中小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)看似簡(jiǎn)單，但其研究問題的過程和方法是具有基礎(chǔ)性和典型性的。重視獲取知識(shí)的過程，讓學(xué)生體

3、驗(yàn)一種從實(shí)驗(yàn)研究中獲取數(shù)據(jù)，作出圖象，分析圖象，尋找規(guī)律的科學(xué)思維方法和能力。教學(xué)過程（一）新課導(dǎo)入教師：通過圖片展示飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)、雄鷹的運(yùn)動(dòng)、蘋果的下落等現(xiàn)象說明速度隨時(shí)間在不斷的變化情況。提問：怎樣探索復(fù)雜運(yùn)動(dòng)蘊(yùn)含的規(guī)律呢？物體的運(yùn)動(dòng)存在怎樣的規(guī)律嗎？學(xué)生：要想探究一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，必須知道物體一系列不同時(shí)刻的速度。引出本節(jié)課的內(nèi)容：探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律。(二)復(fù)習(xí)提問提問：直接測(cè)量瞬時(shí)速度是比較困難的，根據(jù)我們學(xué)過的知識(shí)，如何測(cè)得物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度呢？學(xué)生：我們可以借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先記錄物體在不同時(shí)刻的位置，再通過對(duì)紙帶的分析、計(jì)算得到各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度。提問：如何來計(jì)算各個(gè)時(shí)刻的瞬

4、時(shí)速度呢？學(xué)生：通過測(cè)量紙帶上兩點(diǎn)的距離得出平均速度可粗略的代表這兩點(diǎn)之間某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度。提問：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的組成部分、作用。(展示實(shí)物電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)學(xué)生：它有線圈、振片、振針、永久磁鐵、限位孔等組成，是一種記錄運(yùn)動(dòng)物體在一定時(shí)間間隔內(nèi)位移的儀器，使用交流電源，工作電壓在10V以下，電源頻率在50Hz時(shí)，每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn).(三)新課教學(xué)1、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教師：介紹實(shí)驗(yàn)器材，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理。師生互動(dòng)得出正確的實(shí)驗(yàn)操作步驟：(在此過程中，可以先學(xué)生自我歸納，然后教師進(jìn)行指導(dǎo))(1)、把帶有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩繞過滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板上，把紙帶穿過打

5、點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車的后面。如下圖。(2)、把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置。啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，然后放開小車，讓小車拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)。讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源。(3)、換上新紙帶，重復(fù)操作三次。(4)、改變所掛鉤碼的個(gè)數(shù)，按上述步驟，再做兩次。2、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析教師：通過觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，將每組中暴露的問題進(jìn)行匯總，比如：(1)小車運(yùn)動(dòng)時(shí)偏離木板，滑到桌面上去。(2)開始釋放小車時(shí)，小車離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器較遠(yuǎn)。(3)先釋放小車，再接通電源。等等師生互動(dòng)通過教師與學(xué)生之間探究共同解決出現(xiàn)的問題：(1)小車運(yùn)動(dòng)時(shí)保持紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器平面、拉車的線與木板之間保持平行。(這里可以選取一組學(xué)生通過

6、實(shí)驗(yàn)演示解決問題)(2)開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，這樣可以最大空間的利用紙帶。(3)先接通電源，再釋放小車，當(dāng)小車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)及時(shí)關(guān)閉電源。討論：觀察上述得到的紙帶發(fā)現(xiàn)，部分紙帶上的點(diǎn)相對(duì)偏少或偏多，是由于什么原因引起的？學(xué)生：是由牽引小車所掛鉤碼的質(zhì)量偏小或偏大引起的。教師:在實(shí)驗(yàn)中鉤碼的個(gè)數(shù)適當(dāng)，應(yīng)以50cm的紙帶取20-40個(gè)連續(xù)點(diǎn)為最佳.提問：如何解決解決點(diǎn)偏少或偏多的問題，得到更多滿意的紙帶呢？做一做利用帶沙子的沙桶來代替鉤碼再做此實(shí)驗(yàn)。（有條件的學(xué)?？勺鲆幌拢?、數(shù)據(jù)分析（1）紙帶的選取和處理教師：請(qǐng)學(xué)生通過觀察每三條紙帶中選取一條點(diǎn)跡清晰且點(diǎn)跡排成直線的紙帶進(jìn)行處理

7、。 舍掉開頭一段過于密集的，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)，為了減少測(cè)量誤差和便于計(jì)算，每隔4個(gè)“計(jì)時(shí)點(diǎn)”選取一個(gè)“計(jì)數(shù)點(diǎn)”進(jìn)行測(cè)時(shí)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1秒。提問：為什么要舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)子呢？學(xué)生：紙帶開頭一段由于點(diǎn)過于密集，不利于測(cè)量，同時(shí)振針對(duì)紙帶的阻礙作用較大，為了減少誤差，另找一個(gè)點(diǎn)作計(jì)時(shí)點(diǎn)。 測(cè)量從選取的計(jì)時(shí)起點(diǎn)到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離。根據(jù)所選的紙帶，計(jì)算某點(diǎn)的瞬時(shí)速度。（計(jì)算方法前面已復(fù)習(xí)過，請(qǐng)學(xué)生直接進(jìn)行計(jì)算）教師：我們通過對(duì)紙帶上各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度情況就可以知道小車在重物的拖動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)前面所學(xué)的知識(shí)知道，描述物體速度隨時(shí)間的變化情況，我們可以通過v-t圖象進(jìn)行描述。提問

8、：在上述實(shí)驗(yàn)中，小車速度隨時(shí)間變化的v-t圖象是怎樣一條線呢？猜想：直線、曲線、折線4、數(shù)據(jù)處理：用描點(diǎn)法作v-t圖象把各點(diǎn)的瞬時(shí)速度填入下表（該表學(xué)生自己設(shè)計(jì)，也可利用課本中的表格）50g鉤碼100g鉤碼150g鉤碼時(shí)間t/s速度v1/(ms)速度v2/（ms）速度v3/（m，s）0.00.10.20.30.40.5作vt圖象：建立坐標(biāo)系，縱坐標(biāo)軸為速度v,橫坐標(biāo)軸為時(shí)間to作出小車運(yùn)動(dòng)的Lt圖象 描點(diǎn)：對(duì)坐標(biāo)軸進(jìn)行適當(dāng)分度，使測(cè)量結(jié)果差不多布滿坐標(biāo)系；描出測(cè)量點(diǎn)，應(yīng)盡可能清晰。 畫平滑曲線（直線）：請(qǐng)學(xué)生通過觀察，先找出這些點(diǎn)所形成的圖象（這里是直線），然后用直線去擬合這些數(shù)據(jù)點(diǎn)。結(jié)論：小

9、車的vt圖象是一條傾斜的直線，說明小車做的是速度均勻增加的變速直線運(yùn)動(dòng)。提問：為什么要用一條直線去擬合這些數(shù)據(jù)點(diǎn)？學(xué)生：因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)點(diǎn)大致落在一條直線上，如果沒有實(shí)驗(yàn)誤差的理想情況，代表小車的速度和時(shí)間關(guān)系的點(diǎn)能夠全部落在一條直線上。提問：用一條直線擬合坐標(biāo)系中的點(diǎn)。發(fā)現(xiàn)明顯偏離的點(diǎn)視為無效點(diǎn)，直線兩側(cè)的點(diǎn)分布大致相同。為什么這樣處理呢？學(xué)生：明顯偏離直線的點(diǎn)已不符合小車速度和時(shí)間的關(guān)系，直線兩側(cè)的點(diǎn)分布大致相同，是為了減小誤差。師生互動(dòng)討論實(shí)驗(yàn)中引起誤差的原因。說明：有條件的學(xué)?？梢杂糜?jì)算機(jī)繪制v-t圖象。（課本不做要求）、對(duì)vt圖象的認(rèn)知師生互動(dòng)圖象的物理意義：反映了速度隨時(shí)間變化的規(guī)律不

10、是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡從圖象上得到任一時(shí)刻的速度求出物體一段時(shí)間內(nèi)的Av6、例講例：在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如下圖給出了從0點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)得xi=l.40cm,X2=1.90cm,X3=2.38cm,X4=2.88cm,X5=3.39cm,X6=3.38cm。刃B么（1）、在計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)1、2、3、4、5時(shí)，小車的速度分別為：vi=cm/s,v2=cm/s,v3=cm/s,v4=cm/s,v5=cm/s。0123456（2）在平面直角坐標(biāo)系中作出v-t圖象。!cm(3)分析小車運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。答案(1)(2)16.5021.4026.3031.3536.30隨t均勻增加討論題目中v-t圖象中的直線，除了反映速度隨時(shí)間是均勻增加之外，加速度又有怎樣的特點(diǎn)呢？本題設(shè)計(jì)意圖本題涉及到該節(jié)內(nèi)容的全部，通過這道題目的訓(xùn)練，可以進(jìn)一步掌握本節(jié)內(nèi)容。7、本節(jié)小結(jié)通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，希望學(xué)生在學(xué)會(huì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理、測(cè)瞬時(shí)速度以及v-t圖象的基礎(chǔ)上，運(yùn)用這些知識(shí)技能探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。從而培養(yǎng)學(xué)