2022年高中物理必修第一册2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 教案

《实验：探究小车速度随时间变化的规律》教案教学目标（一）知识与技能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，求各点瞬时速度。3.会用表格法处理数据，并合理猜想。（二）过程与方法1.初步学习根据实验要求设计实验，完成某种规律的探究方法。2.对打出的纸帯，会用近似的方法得出各点的瞬吋速度。3.初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。（三）情感态度与价值观1.通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。2.通过对纸带的处理、实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识。二、教学重点1.图象法研究速度随吋间变化的规律。2.对运动的速度随时间变化规律的探究。三、教学难点1.各点瞬吋速度的计算。2.对实验数据的处理、规律的探究。四、教学准备学生电源、导线、打点计吋器、小车、4个25g的钩码、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸、多媒体课件、计算机。五、教学过程新课导入：师：物体的运动通常是比较复杂的.放眼所见，物体的运动规律各不相同.在生活屮，人们跳远助跑、水屮嬉戏、驾车行驶、高山 滑雪；在自然界里，雨点下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家……这些运动中都有速度的变化。物体的速度变化存在规律吗?怎样探索复杂运动蕴含的规律呢？要想探究一个物体随时间变化的规律，必须知道物体在一系列不同时刻的速度.直接测量瞬时速度是比较困难的，我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，再通过对纸带的分析、计算得到各个时刻的瞬时速度。新课讲解：一、进行实验［讨论与交流］进行实验前，让学生先回顾上一章是怎样使用打点计时器的，讨论后回答。图2-1-1探丸小车的运动规律生1：把打点计时器固定好，装好纸带.开启电源，手水平地拉动纸带，纸带上就会打出一行小点。生2：不，老师，他忘了及时关闭电源。师：对，千万别忘了及时关闭电源。这样做的好处是什么?为什么要这样做？生3：为了节省电能，因为国家电力能源紧张。生4：不，因为打点计时器是按间歇工作设计的，所以长期工作可能会因线圈发热而损坏。这样做是为了保护打点计时。让学生自己设计好实验，井口头阐述相关实验器材及步骤。生：实验中需要的器材应该有：附有滑轮的长木板，小车，带小钩的细线，钩码，打点计时器，纸带，刻度尺，学生电源，导线等。生：我们是在钩码的牵引下让小车运动的，为了研究小车的速度随时间变化的规律，需要把打点计时器固定在长木板上。让小车拖动纸带运动，然后我们再研究所打纸带上的点,从而得出小车的运动情况。生：为了得到打点清晰、较好的纸带，我们最好是多打儿条纸带。生：我们分别选两个、三个、四个钩码来牵引小车，看小车的运动快慢情况，速度的变化情况。 教师及时评价学生的讨论结果，适时指出不当之处，肯定学生的创新和正确的地方.教师课件投影参考实验过程。投影展示的内容实验过程参考提示：1.把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，启动电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。3.换上新纸带，重复操作三次。引导学生熟练地摆好器材，进行合理、准确的操作，得到一条点迹清晰的纸带.学生进行实验，老师巡回指导，引导学生“三思而后行”，注意实验逻辑性、合理性及其相关注意事项，而且确保准确，并巡视全场，对出现的问题予以及时纠正.帮助实力较弱的小组实现实验。学生进行实验操作，注意把实验过程和已学过的“练习使用打点计时器”相对比，及时提出问题。点评：(1)在动手操作之前，可以让学生先在头脑中实验，提前思考实验顺序和注意事项；保证操作的顺利进行。(2)和已学实验进行对比，使学生很好地应用了比较法，且有助于加深记忆。(3)对学生出现的问题，可拿出来让全班同学参与解决，比如：“有的同学先松手，再开打点计时器电源；有的同学则反Z.哪种好?为什么？”这样让学生参与讨论，调动学生思考的积极性和主动性。二、处理数据师：我们通过打点计吋器得到了若干条纸带，采集了第一手资料，面对打出的纸带如何研究小车的运动呢?接下来我们釆集数据，处理数据。学生讨论怎样选择纸带，如何测量数据，如何设计表格，填写数据。［课堂交流］生1：要选择一条最清晰的纸带。生2：开始的几个点不清晰，该怎么测啊！生3：我建议舍去这儿个点算了。生4：对啊，计时起点是人为选取的，我们可以找一清晰的点开始当作计时的起点。教师及时评论学生的讨论，肯定学生的成绩。 师：我们可以选一个清晰的点作为计时的起点。还可以选择计数点，建议你们在测量前每五个点选一个计数点。学生实时测量，教师巡冋指导，指出学生屮出现的问题。师：大家在测量时，我建议你们在选好计时起点后，测量以后的各个计数点与这个计时起点的距离.大家想想，这样做，有什么好处？生：我们是每两个计数点间就测量一个数据.这不是一样吗？师：我说的就是你这种做法是合适的，大家就此讨论。生：他这样做是每次都要挪动刻度尺，测出每两个点间的距离，而我的做法与老师您说的一样，我感觉这样能减少测量误差。学生测量数据，记录结果。教师引导学生学会计算各点瞬时速度的方法和表格处理方法。师：大家想想怎样计算计数点的瞬吋速度。生：测量包含某个所研究的点在内的一段时间内的位移△*,同时找出对应的时间△