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的变化规律课题2.1实验：探究小车速度随时间的变化规律设计教师授课教师时间课型新授课课时教学目标一、知识与能力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．4．巧用v—t图象处理数据，观察规律．5．掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述．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用，体验瞬时速度的求解方法．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．3．在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力．重点难点重点1．图象法研究速度随时间变化的规律．2．对运动的速度随时间变化规律的探究难点 1．各点瞬时速度的计算．2．对实验数据的处理、规律的探究．教法教具教学过程设计教材处理师生活动●教学过程【教师提出问题】探究目的：探究小车在重物牵引下的运动，研究小车速度随时间的变化规律。教学过程设计教材处理师生活动4 【让学生猜想】小车的速度随时间变化有几种可能：变化先快后慢；先慢后快；均匀变化等。可结合速度图象描述猜想。【让学生进行实验设计】提示如何测量出不同时刻的物体运动速度；最后确定打点计时器测速度。【教师引导学生讨论】实验过程中注意事项：1、开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。2、先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。3、要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。【学生活动】实验过程：1、附有滑轮的长度板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。2、用一条细绳栓住小车使细绳跨过滑轮，下边挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的上面。3、把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。换上新的纸带，重复实验三次。【学生活动】处理数据【教师引导学生讨论】处理数据过程中注意事项：1、纸带要选择打出的点清晰的2、舍掉开始过于密集的点3、用每打5个点的时间为时间单位即T＝0.02×5s＝0.10s这样既可方便计算，又可减少误差。参考表格一：教学过程设计教材处理师生活动计数点编号0123456时间t(s)00.10.20.30.40.50.6相邻两计数点间距离s(m)S01S12S23S34S45S56对应计数点速度m/s表格二计数点编号0123456时间t(s)00.10.20.30.40.50.6各计数点到0的距离s(m)相邻计数点的距离S(m)S01S12S23S34S45S56各计数点速度(m/s)v1=v2=v3=v4=v5=4、不要直接去测量两个计数点的距离而是要测量出各个计数点到计时零点的距离。5、速度的计算方法：各计数点的瞬时速度是用计数点内的平均速度来代替：v1=v2=4 教学过程设计教材处理师生活动【学生活动】做出物体的速度——时间图象。精讲：运用图象来处理物理实验数据，这是一个难点，作图象时要标明横纵坐标轴代表的物理意义，选择合适的标度，以各点瞬时速度为纵轴，时间t为横轴，不在同一直线上的点尽量均匀分布在直线的两侧。【学生活动】得出小车运动速度随时间变化的规律。在第一章，我们学习了通过v-t图象计算加速度，你能利用所学知识去分析你作出的图像吗？①（时间增加相同的△t,速度也会增加相同的△v）②从函数关系：v=kt+bv与t线性关系。小车的速度随时间均匀增加（变化）小车做匀变速(a不变)的直线运动。【创新拓展】1、某同学用以下方法绘制的小车的v-t图象，先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条，再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间轴，标出时间，最后将纸条上端中心连起来，于是得到v-t图象。请你按以上办法绘制这个图象。这样做有道理吗？说说你的看法。（剪下的纸条长度表示0.1秒时间内位移大小，可近似认为速度v=，纸条长度可认为表示速度。）2、某组同学实验过程中将固定打点计时器一端的木板垫高，使木板有一倾斜角度，是否对实验结果有影响？画出的图象有什么不同？（无；图象与时间轴的夹角不同）教学过程设计教材处理师生活动【练习反馈】1、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（①④⑤⑥⑦⑨）达到实验目的还需器材是：（低压交流电源刻度尺）2、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。(AD)3、图中给出了从0点开始每5个点取一个计数点的纸带。0，1，2，3，4，5，6均为计数点。（每两个计数点间有4个点未画出）。S1S2S3S4S5S6S1=1.40cmS2=1.90cmS3=2.38cmS4=2.88cmS5=3.39cmS6=3.78cm那么①计时器在打出1，2，3等点时小车的速度分别为：v1=cm/s；v2=cm/s；v3=cm/s；v4=cm/s；v5=cm/s②在坐标纸上画出v-t图象③分析小车的速度随时间变化的规律。4 教学过程设计教材处理师生活动教学后记板书设计4