1实验：探究小车速度随时间变化的规律从容说课木节课是实验探究型的课题，旨在引导学生研究小车在实际运动屮的速度随时间变化的规律，目的是让学生通过科学探究活动來完成•让学牛经历科学探究的过程,体验科学探究的方法，提高用数学图彖法处理实验数据的能力•尽管本节提供的小布在重物牵引下的运动看似简单，但就其研究问题的过程与方法是很具冇基础性和典型性的.教学过程中要充分发挥学生的主体参与意识，要敢于放手让学牛自己去设计实验，千万不能将实验步骤一、二、三、四，甲、乙、丙、丁地列出示，不管不问.要重视获取知识的过程，让学生体验一种从实验探究中获取数据、作出图象、分析图象、寻找规律的科学思维方法和能力.提醒教师本节课的实验目标是：耍求学生在学会打点计时器的使用、纸带数据处理、测瞬时速度以及速度一时间图象的基础上，运用这些知识和技能探究小车速度随时间变化的规律.因此在实验前要适当让学牛讨论回顾、复习打点计时器的使用方法和注意事项.要真正体现通过实验探究培养学生学习物理和研究物理问题的方法，学习寻找规律的方法.三维目标知识与技能1.根据和关实验器林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.4•巧用u—r图象处理数据，观察规律.5.掌握画图彖的一•般方法，并能用简汕语言进行阐述.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.对打出的纸带，会用近似的方法得出各点的瞬时速度.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.4•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.5.通过实验探究过程，进一步熟练打点计时器的应川，体验瞬时速度的求解方法.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，并锻炼其思考的全而性、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來研究问题、解决问题、提高创新意识.3.在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力.4.在对现象规律的语言阐述屮，提离了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系,可引申到各事物间的关联性，使自己融入社会.5.通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法.教学重点1.图彖法研究速度随时间变化的规律.2対运动的速度随时间变化规律的探究.
教学难点1•各点瞬时速度的计算.2.对实验数据的处理、规律的探究.教具准备
学生电源、导线、打点计时器、小车、4个25g的钩码、一端带冇滑轮的t木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸、多媒体课件、计算机课时安排2课时教学过程［新课导入］（课件展示）下列语言表述中提及的运动情景.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.在牛活中，人们跳远助跑、水屮嬉戏、驾车行驶、高山滑雪；在自然界里，用点下落、鸽了飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家……这些运动中都冇速度的变化.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、计算得到各个吋刻的瞬吋速度.［新课教学］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探究小车的运动规律生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，千万別忘了及吋关闭电源•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器.好，大家根据以前的经验，阅读课本第34页“进行实验”标题下的两段文字后分组进行讨论实验方案.让学生自己设计好实验，并口头阐述相关实验器材及步骤.生：实验屮需要的器材应该有：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，我们最好是多打几条纸带.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，适吋指出不当Z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.投彫展示的内容
实验过程参考提示：L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-•端，连接好电路.2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑伦，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、合理性及其和关注意事项,而且确保准确，并巡视全场，对岀现的问题予以及时纠正.帮助实力较弱的小纽实现实验.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Z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，使学主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，可拿出來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；冇的同学则反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：我们通过打点计时器得到了若干条纸带，采集了第一手资料，而对打出的纸带如何研究小车的运动呢？接下来我们采集数据，处理数据.学生讨论怎样选择纸带，如何测虽数据，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：我建议舍去这几个点算了.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.还口J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，教师巡回指导，指出学牛中出现的问题.!）i|i：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.人家想想，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，人家就此讨论.纶：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虽误差.学生测景数据，记录结果.教师引导学牛.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时速度.生：测量包含某个所研究的点在内的一段时间内的位移"，同时找岀对应的时间△『，根据：=竺算出该点附近的平均速度，把它当作计时器打下这个点时的瞬时速度.Ar牛•：我们这个小组是选了和邻三个计数点间的间隔为研究対象，根据测量结果算出这两
个0.1S內的距离人兀，把：=竺算出的平均速度近似当作这三个点中的中间点的瞬时速度.Af师：大家可以参考按他说的做，这在近似计算來看，还是个很好的方法.学牛算岀各个计数点的瞬时速度，并填入自己设计的表格中.教师课件投影参考提示：投影展示的内容（接上次投影中的三条）参考提水：2.选择所打纸带中最清晰的一条，舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点当作计时起点.3.选择相隔0」s,即中间空四个点的吋间间隔的若T计数点进行测量，把数据填入表格.4.计算各点的瞬时速度，填入自己设计的表格中，可参考课木第34页表格.三、作出速度一时间图象师：有了原始数据，确定运动规律的最好办法是作速度一时间图象，这样具体的运动规律才能更直观地显现出來.【讨论与交流】学生回顾上一章中描画手拉纸带的速度一时间图象的情景，讨论如何在本次实验中描点、连线.牛：以时间/为横轴、速度卩为纵轴，建立处标系，把刚才所填表格中的各点在速度一时间坐标系中描出.师：要注意选择合适的标度哟！否则，作后看看你的图与别人的有什么不同？（要使图象尽量分布在处标平面的人部分面积）师：请同学们注意观察和思考你所描画的这些点的分布规律.生1：我看描出的这些点都大致落在一条直线上.牛2：我们的也是.师：我们是用折线连呢，还是怎样连？生：不能用折线连，速度的实际变化应该是比较平滑的，所以，要用一条平滑的曲线来“拟合”这些点，这样曲线反映的规律应该少实际情况更接近.师：在连线时，还要注意使连线两侧的点数大致相同.学牛连线，教师指导，随时回答学牛可能捉出的问题.生：我们这儿出现了有一个点明显偏离绝大部分点所在的总线.那该怎么办呢？!）Hi：这个问题很典型，大家对此进行一下讨论.生：大概是那-•瞬时小车的速度瞬时突变了.牛•：我看小车的运动快慢还是比较均匀的，那一点的速度值可能是测量或计算岀了问题.师：如杲一旦出现明显偏离较大的点，我们对以认为是测量误差过大、测量中出现偏差所造成的•可以将这个点视为无效点.牛：那这个点我们就可以擦去不用了.师：不是的，这个点我们耍仍然保留在坐标纸上，因为我们要尊重实验事实，这毕竟是我们的第一手资料，是原始数据.教师在与学牛交流的过程屮体现科学探究耍尊重实验事实的严谨科学态度.【课堂探究】展示问题：怎样根据所画的速度一时间图象求加速度？生1：从所画的图象中取两个点,找到它们的纵横坐标（小n）＞（“，v2）,然后代入公才一心V2一V1生2：我们在找这两个点的时候还可以充分利用已测的数据、已描画的点的坐标，直接代入公式就行了.
师：上血两位同学的讨论，是大家很容易犯的错误.请大家想想看，如果我们仍贪图方便述取已测得的表格中的数据点来求加速度，那么我们就没必耍作图了，直接从表格中找两个数据代入公式算不就行了吗？或者我们也根木不需要测那么多的数据，只测量两纟R数就够了.这样就失去了作图的意义.师：我们求加速度的方法有两个，一个是公式法，可以直接用两组数据代入公式：另一个就是我们今天的图象法.师：我们可以任意选两个间隔较远的点，找出它们的坐标值(注意这两个点不能是我们表格屮已测得的点)，然示再把的它们的坐标值代入到公式y色=31屮，求岀加速度，就能A/S_斤更详细地知道物体的运动情况.学牛根据教师指导求出小车运动的加速度，用自己的语言描述小车的运动速度随时间变化的规律.生1:小车速度随时间逐渐增人.生2：相同时间里，速度增虽相同.生3：速度跟吋间成正比.生4：小车做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小是2.1m/s2.师：同学们的描述都是不错的，有的定性说明，有的定量表述.总Z,小车的运动速度随着时间的变化在均匀地增人，我们可以用图象法定量求出它的加速度.点评：这里答案不唯一，应鼓励学牛人胆衣达，对正确的地方表扬，不合适的地方应引导、纠正，这样才能使学生加深卬彖，培养良好的思维习惯，提高创新意识，开阔思维.【实践与拓展】展示问题：汽车沿平直的公路行驶，小明坐在汽车驾驶员旁，注视着速度计，并记卜•间隔相等的各时刻的速度值，如下表所示.t/s()510152()253035404550v/(km*h*)20304050505050352050师：从表中数据得到汽车在各段时间内的运动特点：在0〜15s内，汽车的速度在变化,每5s速度增大km/h；在15~3()s内汽车速度不变，速度大小为km/h；在35〜45s内汽车速度在变化，每5s速度减小km/h.牛：10km/h；50km/h；15km/h.师：请你根据上表屮的数据，在下边的坐标系屮标出对应的点，并用平滑的线连接各点,你得到了什么图形？生：如图2—1—2所示.图2-1-2师：如果认为在0〜15s内速度的变化是均匀的，你能在图彖中找出汽车在7.5s时的速度值吗？
生：能，为35km/h.【课堂交流】师：下面我用计算机绘制速度一时间图象，演示给大家看，大家有机会可以到微机室或家中电脑前亲口体验一下哟！观察计算机作图，了解计算机作图的优越性.教师用Excel软件演示作v-rffi.学生认真观察、体会并和手工作图加以対比，争収课下独立完成.演示过程与方法：打开Excel工作簿"J以看到行和列，行号用1、2、3表示；列号用4、B、C表示.将自变量时间的数值从某一单元格开始输入，在同一列屮将其他时间值一一输入.在相邻的右侧一列中将速度值一一输入，注意速度值要与时间值相对应•也可以在同一行中依次输入时间和速度，下一行中再次输入第二组吋间和速度，直至全部输入完毕•用鼠标选中这些数据.再用鼠标左键单击“图表向导”按钮，出现“图表类型”窗口，选“散点图”，选“确定”按钮，弹岀“图表标题输入框”，输入相应的字符后选“下一步”按钮，直到“完成”.出现由点组成的图表，用鼠标右键单击绘图区中任何一个数据点，出现下拉式菜单，选“添加趋势线”，弹出“添加趋势线”窗口，选择“线性”趋势；打开该窗口的“选项”，对其中“显示公式”左侧的小方格用鼠标左键单击出现“J”号后，按“确定”.则图表框中出现一条直线，这就是经过计算机做最佳“拟合”后的卩一/图象，并显示出一个表明该图象的函数式.点评：学生每人一机，可能有的学校条件不具备，但教师用机基本能实现，因此这儿作一演示，有计算机的学生课下可自行完成，对微机学习也是一个促进，没有条件的学生也可以增强感观认识，同时还能提高学生的兴趣，增强学生学习的主动性•【课堂训练】出示题目1：在探究小乍速度随时间变化规律的实验中，得到一条记录小车运动情况的纸带,如图2-1-3所示.图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔为7=0.1ErcmTabcL27,6J60.3图2-1-3（1）根据纸带上的数据，计算3、C、Q各点的速度，填入表中.（2）在处标纸上作出小车的”一/图象.位置编号ABCDE时间t/s00」0.20.30.4瞬时速度v/(m-s*)解析：由纸带标明的数据可以计算任意相邻两位置之间的位移，然后求纸带上各点的速度和加速度.（1）由纸带的标注可以求出畑=7.5cmxbc=xac~Xab=^cm—7.5cm=20.1cmxcd=^ad~c=60.3cm—27.6cm=32.7cmxde=Xae~^ad=105.6cm—60.3cm=45.3cm匀变速直线运动物体在一段时间内的平均速度等于该时间某时刻的瞬时速度，所以
Vc=\‘BDIt_27・6"0-2~2x0.1二52.8x10-22x0.1_78.0xl0"2-2x0.1m/s=1.38m/sm/s=2.64m/sm/s=3.9()m/s分别填入表中对应位置即可.（2）在图象上取合适的单位严格描点，这些点大致分布在一条直线上，不能位于直线上的点要尽量对称分布于直线两侧，得到小车的v-r图彖•图彖略.点评：木题中要计算A、£两点的瞬时速度需要用到A点前和E点后的某段距离，也可在学完速度一时间公式后再来完成.本课中可不必刻意追求数据的完整.出示题口2：在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬吋速度如下表所计数点序号123456计数点对应时刻（S）0.10.20.30.40.50.6通过计数点的速度（m/s）44.062.081.0100.0110.0168.0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用公式gAv/A/算出加速度B.根据实验数据画川小一/图，量出其倾角，由公式«=tan
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