高中物理必修第一册人教版2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 教案

《2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律》教材分析本节是个学生实验，用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车的运动特点和规律。教学的核心是引导学生实际研究小车在运动中速度随时间变化的规律，目的是让学生通过科学探究活动来完成。通过实验探索过程，体验运动规律探索的方法。小车在重物牵引下运动看似简单，但就其研究问题的过程和方法是具有基础性和典型性的。重视获取知识的过程，让学生体验一种从实验研究中获取数据、作出图象、分析图象、寻找规律的科学思维方法和能力。这种科学思维方法贯穿整个物理实验，因此教学中必须让学生亲自动手做实验。教材设计这个学生实验为一节，建议用2课时完成。教学目标1.知识与技能（1）根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。（2）会用表格法处理数据，并合理猜想。巧用v－t图象处理数据，观察规律。（3）掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述。2.过程与方法（1）初步学习根据实验要求设计实验、发现某种规律的探究方法。对打出的纸带，会用近似的方法得出各点瞬时速度。（2）初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的方法。（3）认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律。3.情感、态度与价值观（1）通过对小车运动的设计，培养积极主动思考问题的习惯，并锻炼思考的全面性、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，培养实事求是的科学态度，能灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题，提高创新意识。教学重难点教学重点1.由实验数据得出v－t图象。2.由v－t图象得出小车的速度随时间变化的规律。教学难点 1.实验探究过程注意事项。2.实验数据的处理。教学准备1、多媒体课件；2、学生完成相应预习内容；3、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关资料。教学过程一．实验目的（1）练习使用打点计时器（2）探究小车速度随时间变化规律。【设计意图】引导学生明确本实验的实验目的。二.实验器材①附有滑轮的长木板 ②小车 ③带小钩的细线 ④25g的钩码3个，也可以用50g的钩码或用沙子和小桶代替钩码，用弹簧测力计或天平称量 ⑤打点计时器 ⑥纸带 ⑦刻度尺 ⑧学生电源、导线【设计意图】引导学生掌握本实验需要的实验器材。三.实验原理把纸带跟运动的物体连接在一起，并穿过打点计时器。这样纸带上的点不但记录了物体的运动时间，而且相应地表示运动物体在不同时刻的位置。研究这些点的情况，就可以了解物体的运动情况。思考与讨论：小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：①打点计时器；②天平；③低压直流电源；④细绳；⑤纸带；⑥小车；⑦钩码；⑧秒表；⑨一端附有定滑轮的长木板。小明看后觉得不妥，让我们共同讨论一下，哪些器材必须使用，哪些多余，还缺少什么器材。交流讨论：1.打点计时器是一种计时仪器，因此不需要秒表来测时间，故⑧多余。2.打点计时器使用低压交流电源，因此③低压直流电源多余，然后，器材中没有低压交流电源，故缺少低压交流电源。3.该实验不需要测量小车或钩码的质量，故②天平多余。结论：必须使用的器材有：①④⑤⑥⑦⑨多余的器材有：②③缺少的器材有：低压交流电源。 方法小结：实验器材的选取不能死记硬背，在记忆时要结合实验目的和实验过程。【设计意图】引导学生明确实验原理等。四.实验步骤•1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。•2．滑轮不能过高,细绳应与木板平行.•3．小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。•4．先接通电源，后让纸带运动。•5．打点结束后立即关闭电源。【设计意图】引导学生能按正确的实验步骤完成实验。五.数据处理þ怎样分析和选取纸带上的点开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始,每隔五个间隔取一个计数点，(每两个计数点之间的时间间隔是0.1s）；取六个点，标号0，1，2，3，4，5þ如何计算所取点的速度？平均速度→瞬时速度（如何测△x）þ如何设计表格记录数据？1.列表法2、图象法（v-t图象）：①根据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）②根据所得数据确定点的位置,观察和思考点的分布规律。③“拟合”图象：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点【设计意图】引导学生采取合适的方法来处理实验数据。六.注意事项1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。2．滑轮不能过高,细绳应与木板平行.3．小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。4．先接通电源，后让纸带运动。5．打点结束后立即关闭电源。 【设计意图】引导学生分析本实验有哪些注意事项。例1：在实验“探究小车速度随时间变化的规律”中，我们采用的正确方法是：()A舍掉开头过于紧密的点，找一个适当的点当作计时起点。B、为了实验精确，选取纸带上第一个点作计时起点C、每相邻计数点的时间间隔只能取0.1s。D、每相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定，可取0.02s、0.04s、…n×0.02s均可。例2：在探究小车速度随时间变化规律的实验中，下列哪些器材是本实验必须的？＿＿＿①打点计时器②天平③低压直流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板达到实验目的还需器材是：＿＿＿【设计意图】通过练习题，让学生更加理解和掌握用图像法分析物理运动状态的方法。教学反思本节课注意理论和实际相结合，激发学习兴趣理论联系实际是激发学生学习兴趣，启迪学习动机，活跃课堂气氛的一种重要方法。在日常生活中有许多物理现象是趣味性习题的好素材。