?人教版高中物理必修1教學設(shè)計

課題
實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律
單元
2
學科
物理
年級
高一
學習
目標
知識與技能
1．根據(jù)相關(guān)實驗器材，設(shè)計實驗并熟練操作器材．
2．會運用已學知識處理紙帶信息，求各點瞬時速度．
3．會用表格法處理數(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．掌握畫圖象的一般方法，并能用物理語言“看圖說話”獲取數(shù)據(jù)．
過程與方法
1．初步學習根據(jù)實驗要求和提供器材設(shè)計實驗，完成某種規(guī)律的探究方法．
2．對打出的紙帶信息，會用近似的方法得出各點的瞬時速度．
3．初步學會根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行猜測、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法．
4．認識數(shù)學化繁為簡的工具作用，直觀地運用物理圖象展現(xiàn)規(guī)律，驗證規(guī)律．
5．通過實驗探究過程，進一步熟練打點計時器的應用，體驗瞬時速度的求解方法．
情感態(tài)度與價值觀
1．通過對小車運動的設(shè)計，培養(yǎng)學生積極主動思考問題的習慣，并鍛煉其思考的全面性、準確性與邏輯性．
2．通過對紙帶的處理、實驗數(shù)據(jù)的圖象展現(xiàn)，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，能使學生靈活地運用科學方法來研究問題、解決問題、提高創(chuàng)新意識．
3．在對實驗數(shù)據(jù)的猜測過程中，提高學生合作探究能力．
4．在對現(xiàn)象規(guī)律的語言闡述中，提高了學生的語言表達能力，還體現(xiàn)了各學科之間的系，可引申到各事物間的關(guān)聯(lián)性，使自己融入社會．
5．通過經(jīng)歷實驗探索過程，體驗運動規(guī)律探索的方法．
重點
1．圖象法研究速度隨時間變化的規(guī)律．
2．對運動的速度隨時間變化規(guī)律的探究
難點
1．各點瞬時速度的計算．
2．對實驗數(shù)據(jù)的處理、規(guī)律的探究．

教學過程
教學環(huán)節(jié)
教師活動
學生活動
設(shè)計意圖
導入新課
物體的運動通常是比較復雜的，物體的運動規(guī)律各不相同。
出示圖片：高山滑雪、鴿子飛翔、獵豹捕食。
這些運動中都有速度的變化。
那咱們從簡單已學過的運動的研究，找出規(guī)律。
第一章咱們學過利用打點計時器得到了，記錄小車隨時間變化的信息的紙帶。
出示圖片：打點計時器出紙帶
提問：怎樣探索速度隨時間變化的規(guī)律呢?
咱們看看小車的速度是怎樣隨時間變化的


學生觀察圖片


學生思考討論






感受物體的運動


讓學生了解要想知道速度隨時間變化的規(guī)律，必須知道物體在一系列不同時刻的速度
講授新課
實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律
一、實驗目的
1．練習正確使用打點計時器，學會利用打上點的紙帶研究物體的運動．
2．掌握判斷物體是否做勻變速直線運動的方法(Δx＝aT2)．
3．測定勻變速直線運動的加速度．
二、實驗思路
參考答案：要探究一個物體的運動隨時間變化的規(guī)律，必須知道物體在不同時刻的速度，直接測量瞬時速度是比較困難的，我們可以借助打點計時器先記錄物體在不同時刻的位置，再通過對紙帶的分析，計算得到相應時刻的瞬時速度。
三、設(shè)計實驗
把一端帶有滑輪的長鋁板平放在實驗桌上，鋁板上放一個可以左右移動的小車，小車一端連接穿過打點計時器的紙帶，另一端連接繞過滑輪系有槽碼的細繩。小車在槽碼的牽引下運動，通過研究紙帶上的信息，就可以知道小車運動的速度是怎樣隨時間變化的。
1、實驗器材：電火花計時器(或電磁打點計時器)、一端附有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、交流電源、復寫紙．
出示圖片：小車在重物牽引下沿平板運動的實驗裝置
2、實驗原理
以紙帶上某點為中間時刻取一小段位移，用這段位移的平均速度表示這點的瞬時速度，再用描點法畫出小車的v-t圖象，圖線的傾斜程度表示加速度的大小。
出示紙帶
四、進行實驗
1、實驗步驟
(1)按照實驗原理圖，把打點計時器固定在長木板無滑輪的一端，接好電源；
(2)把一細繩系在小車上，細繩繞過滑輪，下端掛適量的鉤碼，紙帶穿過打點計時器，固定在小車后面；
(3)把小車停靠在打點計時器處，先接通電源，后放開小車；
(4)小車運動一段時間后，斷開電源，取下紙帶；
(5)換紙帶反復做三次，選擇一條比較理想的紙帶進行測量分析．
注意事項
(1)平行：紙帶、細繩要和長木板平行．
(2)兩先兩后：實驗中應先接通電源，后放開小車；實驗完畢應先斷開電源，后取紙帶．
(3)防止碰撞：在到達長木板末端前應讓小車停止運動，防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞．
(4)減小誤差：小車的加速度宜適當大些，可以減小長度的測量誤差產(chǎn)生的影響，加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出6～7個計數(shù)點為宜．
五、數(shù)據(jù)記錄
1、紙帶計時起點的選擇：選取點跡清晰的紙帶，舍掉開頭過于密集的點，從清楚的點開始，可選擇相隔0.1 s（或更短）的若干計數(shù)點進行測量，依次標號為0、1、2、3、4、5…….測量各計數(shù)點到0點的距離x

圖中相隔0.08s為一個計數(shù)點
2、計數(shù)點瞬時速度的求法

例題：如下圖所示求紙帶經(jīng)過計數(shù)點2時的瞬時速度。

參考答案

用計算較準確的平均速度來代替某點的瞬時速度。
針對練習
練習：如圖所示為某次實驗得到的一條紙帶,從O開始每5個點取一個測量點,分別為A、B、C、D、E、F,各點間距如圖所示。

根據(jù)_______(填公式)計算各點的瞬時速度,可得vA=_______m/s, vB=_______m/s,
vC=_______m/s, vD=_______m/s, vE=_______m/s。
答案v=Δx/Δt　0.161　0.239　0.320　0.401　0.479
探究小車速度隨時間變化的規(guī)律視頻











。
教師出示ppt參考答案


六、數(shù)據(jù)分析
1、以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系。
2、根據(jù)表1中的v、 t 數(shù)據(jù)，在坐標系中描點作出v-t 圖像,
3、通過觀察、思考，找出這些點的分布規(guī)律。
4、讓盡可能多的點處在直線上，不在直線上的點應對稱地分布在直線兩側(cè)。
根據(jù)實驗中數(shù)據(jù)畫出的v-t圖象求出小車運動的加速度 。


結(jié)論：小車的速度隨時間的增加而均勻增加。
用計算機繪制 v-t 圖像
借助常用的數(shù)表軟件，可以迅速、準確地根據(jù)表中的數(shù)據(jù)作出 v-t 圖像，甚至能夠?qū)懗鰣D像所代表的公式。
同學們閱讀課文試一試用計算機繪制 v-t 圖像。
某一列的單元格中依次輸入測量時間，在相鄰的一列輸入對應的速度值按照“插入”中的“圖表”的提示就能一步步地得到所畫的圖像。

如圖為計算機畫出的圖像
課堂練習
1、某同學按如圖所示裝置做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗。

(1)圖中儀器A叫作______打點計時器，使用220 V______（填“交流”或“直流”）電源。釋放小車前，小車應停在______（填“靠近”或“遠離”）儀器A的位置；
(2)使用打點計時器分析小車運動情況的實驗中，有以下基本步驟：
A．松開紙帶讓小車帶著紙帶運動 B．穿好紙帶
C．把打點計時器固定好 D．接通電源進行打點
以上步驟的正確順序是______。
【答案】電火花 交流 靠近 CBDA 2、2．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，算出小車經(jīng)過各點的瞬時速度，描點作圖后，關(guān)于加速度的計算，下列說法正確的是（　?。?br /> A．根據(jù)任意兩個計數(shù)點的速度，用公式 算出加速度
B．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖像，量出圖線的傾角θ，由公式 算出加速度
C．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖像，選取圖線上相距較遠的兩個點，用公式 算出加速度
D．依次選擇2個計數(shù)點速度計算出多個加速度，然后算出這些加速度的平均值
【答案】C
3．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，下列說法正確的是（　?。?br /> A．分別逐個測出每兩個相鄰計數(shù)點間的距離，這樣便于記錄
B．為使測量更為嚴謹，應把打下的第一個點作為第一個測量點
C．為了便于測量，應舍掉開頭一些過于密集的點，找一個適當?shù)狞c當作計時起點
D．兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔必須是0.1 s
【答案】C
4、 關(guān)于“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗操作，下列說法錯誤的是(　　)
A．長木板不能側(cè)向傾斜，也不能一端高一端低
B．在釋放小車前，小車應停在靠近打點計時器處
C．應先接通電源，待打點計時器開始打點后再釋放小車
D．要在小車到達定滑輪前使小車停止運動
【答案】A
5．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，對于減小實驗誤差來說，下列方法中有益的是(　　)
A．選取計數(shù)點，把每打五個點的時間間隔作為一個時間單位
B．使小車運動的加速度盡量小些
C．舍去紙帶上密集的點，只利用點跡清晰、點間間隔適當?shù)囊徊糠诌M行測量、計算
D．選用各處平整程度、光滑程度不相同的長木板做實驗
【答案】AC
6．在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗中，下列說法中正確的是（ ）
A．通過調(diào)節(jié)，應使小車、紙帶、拉線和定滑輪上邊緣在一條直線上
B．坐標軸單位長度越小越好
C．開始前要先接通電源后松紙帶，打完點要先斷開電源后取紙帶
D．鉤碼的質(zhì)量越大越好
【答案】AC
拓展提高
1在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，
（1）從下列給出的器材中選出需要的器材.
A．電磁打點計時器 B．天平 C．低壓交流電源 D．低壓直流電源 E.細繩和紙帶 F.鉤碼和小車 G.秒表 H.一端有滑輪的長木板 I.刻度尺
選出的器材有AEFH，還需要________.
（2）某同學按照以下步驟進行操作：
a.換上紙帶重復做次，選擇一條較為理想的紙帶；
b.將打點計時器間定在長木板上沒有滑輪的一端，接上電源；
c.把小車停在靠近打點計時器的地方，先放開小車，再接通電源；
d.斷開電源，取下紙帶；
e.把一條細繩拴在小車前端，繩跨過滑輪掛上鉤碼，把紙帶固定在小車后端并讓紙帶穿過打點計時器.
以上步驟有錯誤的是________（填步驟前的字母），應更正為________；步驟合理的順序是________（填步驟前的字母）.
【答案】CI c 先接通電源，再釋放小車 becda
2．如圖所示，表示一質(zhì)點在6s內(nèi)的x-t圖像．試據(jù)此分析質(zhì)點的較詳細的運動情況，并畫出它的v-t圖像．

答案：


學生說說實驗目的


學生總結(jié)實驗思路




讓學生自己設(shè)計好實驗，并口頭闡述相關(guān)實驗器材及原理














學生總結(jié)實驗步驟，并找學生補充完善









記憶理解實驗中注意事項










掌握對紙帶的處理方法







求紙帶經(jīng)過計數(shù)點2時的瞬時速度。






學生練習









學生觀看實驗視頻把數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計的表格中計算各計數(shù)點的瞬時速度，填入表1中標有
“v 1 ”的一行，計算增減槽碼后兩次實驗的速度，分別填入表1中標有“v2 ”和“v3 ”的兩行內(nèi)。















根據(jù)自己的數(shù)據(jù)畫出v -t圖像，并根據(jù)圖像求出加速度





























學生練習







引導學生明確本實驗的實驗目的。

為實驗做鋪墊





讓學生對實驗理論以及器材不能死記硬背要理解
















引導學生能按正確的實驗步驟完成實驗。









對本實驗有進一步理解










引導學生采取合適的方法來處理實驗數(shù)據(jù)






掌握用計算較準確的平均速度來代替某點的瞬時速度的方法





鞏固求瞬時速度的方法為下面實驗數(shù)據(jù)的處理打好基礎(chǔ)









鍛煉學生處理數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)的能力以及計算能力
























讓學生學會自己處理數(shù)據(jù)的方法
































鞏固本節(jié)知識









課堂小結(jié)
注意事項：
1、 開始釋放小車的時候，小車應該靠近打點計時器。先通電，后釋放小車。
2、計數(shù)點瞬時速度的求法
以紙帶上某點為中間時刻取一小段位移，用這段位移的平均速度表示這點的瞬時速度。
3、v-t圖像做法：通過觀察、思考，找出這些點的分布規(guī)律，讓盡可能多的點處在直線上，不在直線上的點應對稱地分布在直線兩側(cè)。
梳理自己本節(jié)所學知識進行交流
根據(jù)學生表述，查漏補缺，并有針對性地進行講解補充。
板書
一、實驗目的
探究小車速度隨時間變化的規(guī)律
二、實驗思路
三、設(shè)計實驗
1、實驗器材
2、實驗原理
以紙帶上某點為中間時刻取一小段位移，用這段位移的平均速度
表示這點的瞬時速度，再用描點法畫出小車的v-t圖象，圖線的傾斜程度表示加速度的大小。
四、實驗步驟
五、數(shù)據(jù)記錄
六、數(shù)據(jù)分析
通過觀察、思考，找出這些點的分布規(guī)律，讓盡可能多的點處在直線上，不在直線上的點應對稱地分布在直線兩側(cè)。
七、注意事項







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