人教版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

2.1实验探究小车速度随时间变化的关系【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。【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。【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．【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。【教材分析】本节是个学生实验，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，目的是让学生通过实验探索过程，体验运动规律探索的方法。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．在生活中，人们跳远助跑、水中嬉戏、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．★新课内容★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.★打点计时器的原理及使用一．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。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。★如何测定某点的速度瞬时速度的测定原理：跟运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置，用刻度尺测出两个计数点间的位移Δx，打两个点的时间可用Δt＝(n－1)×0.02s求得，则平均速度v＝，当Δt很短时，可以认为为t时刻的瞬时速度。四.实验步骤（1）如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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）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，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车后面。（3）把小车停在打点计时器处，先接通电源，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系列小点，换上新纸带，重复实验三次。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；有的同学则反之．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．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，去掉偏差太大的点六、注意事项（1） 实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象。(2)使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带。(3)手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集。(4)使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面。(5)使用电磁打点计时器时，如打出的点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度。(6)打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源。(7)对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。【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。