實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律-徐倫偉

物理人民教育出版社(必修一)第二章

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)第一節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律教材圖2.1-1教材分析實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律是高中物理必修一第二章第一節(jié)的內(nèi)容，意在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與掌握變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系，全章來(lái)看本節(jié)內(nèi)容探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間關(guān)系，是勻變速直線運(yùn)動(dòng)重要關(guān)系之一，本節(jié)內(nèi)容以實(shí)驗(yàn)探究的形式充分發(fā)揮學(xué)生主體作用，通過(guò)實(shí)驗(yàn)解釋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及規(guī)律，進(jìn)一步熟練第一章中打點(diǎn)計(jì)時(shí)的使用及利用紙帶求解速度的方法（平均速度近似等于瞬時(shí)速度）。還可以可以很好的鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。學(xué)情分析

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)題，在歷年高考中出現(xiàn)的幾率非常高，紙帶上的數(shù)據(jù)的處理方法尤為重要。學(xué)生對(duì)紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)認(rèn)識(shí)不清等因素將極大的影響學(xué)生考試。而實(shí)驗(yàn)的基本技能和實(shí)驗(yàn)探究能力又是素質(zhì)教育的重點(diǎn)，通過(guò)本節(jié)教學(xué)讓學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)中逐步培養(yǎng)其能力。教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能

1．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．

☆

2．會(huì)運(yùn)用已學(xué)知識(shí)處理紙帶，求各點(diǎn)瞬時(shí)速度．

3．會(huì)用表格法處理數(shù)據(jù)，并合理猜想．

☆

4．巧用v—t圖象處理數(shù)據(jù)，觀察規(guī)律．

☆

5．掌握畫(huà)圖象的一般方法，并能用簡(jiǎn)潔語(yǔ)言進(jìn)行闡述．

過(guò)程與方法

1．初步學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，完成某種規(guī)律的探究方法．

☆

2．對(duì)打出的紙帶，會(huì)用近似的方法得出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度．

3．初步學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行猜測(cè)、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法．

4．認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)化繁為簡(jiǎn)的工具作用，直觀地運(yùn)用物理圖象展現(xiàn)規(guī)律，驗(yàn)證規(guī)律．

5．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，進(jìn)一步熟練打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用，體驗(yàn)瞬時(shí)速度的求解方法．

情感態(tài)度與價(jià)值觀

1．通過(guò)對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)思考問(wèn)題的習(xí)慣，并鍛煉其思考的全面性、準(zhǔn)確性與邏輯性．

2．通過(guò)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)方法來(lái)研究問(wèn)題、解決問(wèn)題、提高創(chuàng)新意識(shí)．

3．在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的猜測(cè)過(guò)程中，提高學(xué)生合作探究能力．

4．在對(duì)現(xiàn)象規(guī)律的語(yǔ)言闡述中，提高了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力，還體現(xiàn)了各學(xué)科之間的系，可引申到各事物間的關(guān)聯(lián)性，使自己融入社會(huì)．

5．通過(guò)經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探索過(guò)程，體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律探索的方法．教學(xué)重點(diǎn)：☆

1．圖象法研究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律．☆

2．對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化規(guī)律的探究教學(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)過(guò)程

引入新課：在前面的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了在實(shí)驗(yàn)室里如何使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量計(jì)算物體的速度，今天我們要用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)，看看小車的速度是怎樣隨時(shí)間變化的。2.實(shí)驗(yàn)原理：在時(shí)間間隔很短的情況下，某點(diǎn)的瞬時(shí)速度可用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度表示，計(jì)算出某些時(shí)刻的瞬時(shí)速度，作出小車運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖象，判斷小車速度是否均勻變化。一、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

1、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

(1).鞏固打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理和測(cè)量瞬時(shí)速度的方法。

(2).通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，體驗(yàn)如何從實(shí)驗(yàn)中獲取數(shù)據(jù)，學(xué)會(huì)利用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)方法。

(3).分析小車在鉤碼牽引下速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。3.實(shí)驗(yàn)器材：

實(shí)驗(yàn)小車、交流電源、刻度尺、細(xì)繩、帶滑輪長(zhǎng)木板、導(dǎo)線、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、鉤碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、坐標(biāo)紙?；?dòng)探究4、實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）安裝儀器，連好電路（2）穿紙帶，固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（3）啟動(dòng)電源，釋放紙帶,關(guān)閉電源。（4）換新紙帶，重復(fù)做兩次互動(dòng)探究5.注意事項(xiàng)（1）固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意使兩限位孔和小車運(yùn)動(dòng)軌跡在同一直線上（原因？）（2）開(kāi)始實(shí)驗(yàn):開(kāi)始釋放小車時(shí),應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(原因？)（3）實(shí)驗(yàn)中：接通電源和釋放小車。

(4)打點(diǎn)結(jié)束后立即關(guān)閉電源。

(5)要防止鉤碼落地，避免小車跟滑輪相碰.二、處理數(shù)據(jù)1、紙帶的處理（1）測(cè)平均速度（2）測(cè)瞬時(shí)速度:平均速度→瞬時(shí)速度（如何測(cè)△x）△t

＝？△x

＝？互動(dòng)探究0123△x0△x1△x2△x3位置編號(hào)?t/s?X/mv/(m·s-1)123454、求各點(diǎn)瞬時(shí)速度（平均速度→瞬時(shí)速度）互動(dòng)探究3、處理數(shù)據(jù)教材圖表(1)選擇紙帶如何選擇一條合適的紙帶?開(kāi)頭過(guò)于密集的點(diǎn)舍掉，從清楚的點(diǎn)開(kāi)始(2)數(shù)據(jù)處理如何選擇測(cè)量點(diǎn)（計(jì)數(shù)點(diǎn)）?每隔五個(gè)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)取六個(gè)點(diǎn)，標(biāo)號(hào)0，1，2，3，4，5互動(dòng)探究三、V-t圖象1、圖象特點(diǎn)：直觀2、作圖步驟（1）建系（2）描點(diǎn)（3）作圖注意!

1作圖時(shí)應(yīng)把盡量多的點(diǎn)連在一條直線上,2不在線上的點(diǎn)應(yīng)均勻的分布在線的兩側(cè)。t/s00.10.20.30.40.5v1/ms-116.5021.4026.3031.3536.3041.253、圖象舍去！描點(diǎn)連線作圖觀察v-t圖t/sv/(m.s-1)舍去！△v△t問(wèn)題1圖線的特點(diǎn)？2小車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律？3如何求加速度？實(shí)驗(yàn)結(jié)論1、圖線為直線2、從圖線上可以可以求出每一時(shí)刻的速度3、從圖線上求出加速度，斜率k=△v/△t=a;a不變的直線運(yùn)動(dòng)叫做勻加速直線運(yùn)動(dòng)課后思考題問(wèn)題與練習(xí)一個(gè)物體沿著直線運(yùn)動(dòng)，其v-t圖如圖所示，（1）它在1s末、4s末、7s末三個(gè)時(shí)刻的速度，哪個(gè)最大，哪個(gè)最??？（2）它在1s末、4s末、7s末三個(gè)時(shí)刻的速度方向是否相同？（3）它在1s末、4s末、7s末三個(gè)時(shí)刻的加速度，哪個(gè)最大，哪個(gè)最?。浚?）它在1s末、4s末、和7s末三個(gè)時(shí)刻的加速度方向是否相同？1v/m·s-10t/s4622DC8BA【典例】(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，如圖所示為記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的一條紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.1s。(1)計(jì)算D、C、B各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，vD＝______m/s，vC＝______m/s，vB＝______m/s。(2)在如圖所示坐標(biāo)系中作出小車的v-ｔ圖象，并根據(jù)圖象求出a＝______。(3)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的速度是______，此速度的物理意義是______?！窘馕觥?1)若時(shí)間較小，平均速度可以代替某點(diǎn)的瞬時(shí)速度。

D點(diǎn)的瞬時(shí)速度=390cm/s=3.9m/sC點(diǎn)的瞬時(shí)速度=264cm/s=2.64m/sB點(diǎn)的瞬時(shí)速度=138cm/s=1.38m/s(2)由(1)中數(shù)據(jù)作出小車的v-t圖象如圖所示，由圖線的斜率可求得它的平均加速度(3)將圖線延長(zhǎng)后，與縱軸的交點(diǎn)的速度約是v=0.12m/s，它表示小車經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度。課堂小結(jié)

用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)測(cè)量小車隨時(shí)間的變化規(guī)律，為后面學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)打下基礎(chǔ)。相關(guān)典型問(wèn)題回顧問(wèn)題1：如何選擇一條合適的紙帶開(kāi)頭過(guò)于密集的點(diǎn)舍掉，從清楚的點(diǎn)開(kāi)始問(wèn)題2：如何選擇測(cè)量點(diǎn)（計(jì)數(shù)點(diǎn)）每隔五個(gè)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)取六個(gè)點(diǎn)，標(biāo)號(hào)0，1，2，3，4，5問(wèn)題3：如何來(lái)計(jì)算各測(cè)量點(diǎn)的瞬時(shí)速度平均速度→瞬時(shí)速度課后作業(yè)上交作業(yè)P33習(xí)題1；P33習(xí)題3家庭作業(yè)P33習(xí)題2、4預(yù)習(xí)第二節(jié)板書(shū)設(shè)計(jì)

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