實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律教案(人教版必修一)

1、1 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律整體 教材分析本 是個(gè)學(xué)生 ，用打點(diǎn) 器研究小 在重物 引下的運(yùn) ，探究小 的運(yùn) 特點(diǎn)和 律 教學(xué)的核心是引 學(xué)生 研究小 在運(yùn) 中速度隨 化的 律，目的是 學(xué)生通 科學(xué)探究活 來完成通 探索 程，體 運(yùn) 律探索的方法小 在重物 引下運(yùn) 看似 ，但就其研究 的 程和方法是具有基 性和典型性的重 取知 的 程， 學(xué)生體 一種從 研究中 取數(shù)據(jù)、作出 象、 分析 象、 找 律的科學(xué)思 方法和能力 種科學(xué)思 方法 穿整個(gè)物理 ，因此教學(xué)中必 學(xué)生 自 手做 教材 個(gè)學(xué)生 一 ，建 用2 完成教學(xué)重點(diǎn)1由 數(shù)據(jù)得出v t 象2由 v t 象得出小 的速度隨 化的

2、律教學(xué) 點(diǎn)1 探究 程注意事 2 數(shù)據(jù)的 理 安排2 課時(shí)三 目 1知 與技能（ 1）根據(jù)相關(guān) 器材， 并熟 操作會(huì)運(yùn)用已學(xué)知 理 ，求各點(diǎn)瞬 速度（ 2）會(huì)用表格法 理數(shù)據(jù)，并合理猜想巧用v t 象 理數(shù)據(jù)， 察 律（ 3）掌握畫 象的一般方法，并能用 言 行 述2 程與方法（ 1）初步學(xué) 根據(jù) 要求 、 某種 律的探究方法 打出的 ，會(huì)用近似的方法得出各點(diǎn)瞬 速度（ 2）初步學(xué)會(huì)根據(jù) 數(shù)據(jù) 行猜 、探究、 律的方法（ 3） 數(shù)學(xué)化繁 的工具作用，直 地運(yùn)用物理 象展 律， 律3情感、 度與價(jià) （ 1）通 小 運(yùn) 的 ，培養(yǎng) 極主 思考 的 ，并 思考的全面性、準(zhǔn)確性與 性（ 2）通 的 理

3、、 數(shù)據(jù)的 象展 ，培養(yǎng) 事求是的科學(xué) 度，能靈活地運(yùn)用科學(xué)方法來研究 、解決 ，提高 新意 前準(zhǔn) 打點(diǎn) 器、低 交流 源、 、 、 滑 的 木板、小 、 、 、復(fù)寫 片、刻度尺教學(xué) 程 入新 情景 入放眼所 ， 物體的運(yùn) 律各不相同 機(jī)著 的運(yùn) ，火 出站 的運(yùn) ， 兒在空中 行 些物體遵循什么 的運(yùn) 律？速度是描述物體運(yùn) 快慢的物理量，用它可以描述物體的具體運(yùn) 情況，我 可以通 機(jī) 的速度 得知機(jī) 某 刻的速度大小 在 中怎 才能得知各個(gè) 刻物體運(yùn) 速度的大小呢？通 本 的學(xué) 我 將知道怎 解決 一 案例 入我 利用 余 自己想 法探究物體的運(yùn) 律 小明同學(xué)利用 相機(jī)在公路旁拍 了摩托 運(yùn)

4、 的情景，他拍 的照片如 所示：你能根據(jù)照片分析出摩托車的運(yùn)動(dòng)情況嗎？你分析的依據(jù)是什么？復(fù)習(xí)導(dǎo)入展示課件：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造如圖復(fù)習(xí)舊知： 1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造及工作原理2瞬時(shí)速度的測(cè)量：時(shí)間比較短時(shí)，可用紙帶上與待測(cè)點(diǎn)相鄰的兩點(diǎn)的平均速度來表示待測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度3用 v t 圖象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析本節(jié)課我們將利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律推進(jìn)新課一、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)要探究一個(gè)物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律， 必須知道物體在一系列不同時(shí)刻的速度 直接測(cè)量瞬時(shí)速度是比較困難的，本實(shí)驗(yàn)中我們用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先記錄物體在不同時(shí)刻的位置，再通過對(duì)紙帶的分析，計(jì)算得到各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度問題探究問題 1：如果探究

5、得到小車在鉤碼拉動(dòng)下在平直的長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)，紙帶上打出的點(diǎn)與點(diǎn)的間隔距離近似相等，那么小車做什么運(yùn)動(dòng)？結(jié)論猜想： 紙帶上相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔相同， 而點(diǎn)與點(diǎn)間的距離近似相等， 則小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)問題 2：在探究小車帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上的點(diǎn)與點(diǎn)間的距離不等，那么小車做什么運(yùn)動(dòng)？結(jié)論猜想： 紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)間的距離不相等，說明相同時(shí)間內(nèi)位移不相等，小車做變速運(yùn)動(dòng)點(diǎn)評(píng)：通過探究這兩個(gè)問題， 培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)物理知識(shí)大膽猜想的良好科學(xué)品質(zhì)， 通過回答問題提高學(xué)生語言概括表達(dá)能力若要了解做變速運(yùn)動(dòng)小車的速度與時(shí)間的變化規(guī)律，就必須求出打每一個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度速度求出來了，由加速度定義式v便可求出小at車在相鄰兩點(diǎn)

6、間運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度，便可看出運(yùn)動(dòng)過程中加速度是否變化，這些問題需要我們先進(jìn)行完實(shí)驗(yàn)才能處理1實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄啃≤囁俣入S時(shí)間變化規(guī)律2實(shí)驗(yàn)器材附有滑輪的長(zhǎng)木板小車帶小鉤的細(xì)線25 g 的鉤碼 3 個(gè)，也可以用 50 g的鉤碼或用沙子和小桶代替鉤碼，用彈簧測(cè)力計(jì)或天平稱量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶 刻度尺 學(xué)生電源、導(dǎo)線3實(shí)驗(yàn)原理把紙帶跟運(yùn)動(dòng)的物體連接在一起，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 這樣紙帶上的點(diǎn)不但記錄了物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間， 而且相應(yīng)地表示運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置研究這些點(diǎn)的情況， 就可以了解物體的運(yùn)動(dòng)情況問題探究小明與他的同伴在做探究小 速度隨 化的 律的 ，由于他的同伴不太明確 的目的及原理，他從 室里借取了如下器材：

7、打點(diǎn) 器；天平；低 直流 源； ； ；小 ； ；秒表；一端附有定滑 的 木板小明看后 得不妥， 我 共同 一下，哪些器材必 使用，哪些多余， 缺少什么器材交流 ： 1打點(diǎn) 器是一種 器，因此不需要秒表來 ，故多余2打點(diǎn) 器使用低 交流 源，因此低 直流 源多余，然后，器材中沒有低 交流 源，故缺少低 交流 源3 不需要 量小 或 的 量，故天平多余 ：必 使用的器材有：多余的器材有：缺少的器材有：低 交流 源方法小 ： 器材的 取不能死 硬背，在 要 合 目的和 程4 步 （ 1）如 所示，把附有滑 的 木板平放在 桌上，并使滑 伸出桌面，把打點(diǎn) 器固定在 木板上沒有滑 的一端， 接好 路（

8、2）把一條 拴在小 上，使 跨 滑 ，下 掛上合適的 ，放手后，看小 能否在木板上平衡地加速滑行， 然后把 穿 打點(diǎn) 器， 并把 的一端固定在小 的后面（ 3）把小 停在打點(diǎn) 器 ，先接通 源，后 放小 ， 小 拖著 運(yùn) ，打點(diǎn) 器就在 上打下一列小點(diǎn)， 再按同 的方法（不改 ）打出兩條 從 三條 中 用一條點(diǎn)跡清晰的， .（ 4）增加一個(gè) ，按上述方法打出 .（ 5）在打 的基 上減少一個(gè) ，仍按上述方法打出 .（ 6）整理器材 堂 在“探究小 速度隨 化的 律”的 中，小明與他同伴操作中有以下 步驟 ， 其 中 有 錯(cuò) 誤 或 遺 漏 的 步 驟 有 （ 遺 漏 步 驟 可 編 上 序 號(hào)

9、g 、 h ）_ a拉住 ，將小 移至靠近打點(diǎn) 器 ，先放開 ，再接通 源b將打點(diǎn) 器固定在平板上，并接好 路c把一條 拴在小 上， 跨 定滑 ，下面吊著適當(dāng)?shù)?d取下 e將平板一端抬高， 推小 ，使小 能在平板上做加速運(yùn) f將 固定在小 后部，并穿 打點(diǎn) 器的限位孔將以上步 完善并按合理的 序?qū)懺跈M 上_ 交流 ： 在“探究小 速度隨 化的 律”的 中，要先接通 源， 再放開 在取下 前要先斷開 源 了減小 差， 重復(fù) 3 次即打 3 條 參考 答案：（ 1） a中 先接通 源，再放開 （ 2）d 中取下 前 先斷開 源（ 3） 充步 g： 上新 ，重復(fù)3 次步 序 ：bfcadg.學(xué)生分組

10、交流討論該實(shí)驗(yàn)操作過程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)并歸納：注意事項(xiàng)： 1開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，再放開小車3要防止鉤碼下落時(shí)與地板相碰，可在地板上事先放幾本書4要防止小車與定滑輪相碰，可用中、食指叉開跨過細(xì)線放在滑輪前事先等著小車5牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以便使在長(zhǎng)度為50 cm的紙帶上清晰地取得5 6 個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜6細(xì)線一定要與長(zhǎng)木板平行算時(shí)二、處理數(shù)據(jù)同學(xué)們做完了實(shí)驗(yàn)，每組學(xué)生手中都有了三條點(diǎn)跡清晰的紙帶問題：根據(jù)紙帶上的點(diǎn)，如何探究小車速度與時(shí)間的關(guān)系？交流討論： 1紙帶上每一點(diǎn)的速度可以利用前后相鄰兩點(diǎn)的平均速度來表示2相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s，為了便

11、于研究計(jì)算，每5 個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取1 個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)t 0.1 s ，利用計(jì)數(shù)點(diǎn)求速度3紙帶上的點(diǎn)跡前一部分過于密集，測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)誤差較大，把前一部分的點(diǎn)跡舍掉結(jié)論：合理的數(shù)據(jù)處理如下：1對(duì)每條紙帶（即、）都舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)，且每隔 4 個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)2對(duì)、三條紙帶分別進(jìn)行測(cè)量，并計(jì)算小車對(duì)應(yīng)各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度并填入下表3以速度 v 為縱軸、時(shí)間 t 為橫軸建立平面直角坐標(biāo)系，并根據(jù)表中數(shù)據(jù)給坐標(biāo)軸適當(dāng)刻度特別注意要標(biāo)明各軸的單位4分別根據(jù)表中紙帶、對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，并分析對(duì)應(yīng)每條紙帶描出點(diǎn)的分布規(guī)律5作出每條紙帶對(duì)應(yīng)的v t 圖象6從圖象上分析小車的運(yùn)動(dòng)

12、速度隨時(shí)間的變化規(guī)律問題探究問題一： 測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)用刻度尺測(cè)量相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的長(zhǎng)度， 還是用刻度尺對(duì)齊各計(jì)數(shù)點(diǎn)（不移動(dòng)尺子）讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間長(zhǎng)度值？問題二：為什么用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？問題三：如何由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v t 圖象？問題四：如何由實(shí)驗(yàn)得出的vt 圖象，進(jìn)一步得出小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律？交流討論： 1測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)最好用刻度尺對(duì)齊各計(jì)數(shù)點(diǎn)（不移動(dòng)尺子）讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間長(zhǎng)度值，這樣可以避免測(cè)量誤差的積累2為什么用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在科學(xué)上， 為了描述實(shí)驗(yàn)中測(cè)量值之間的關(guān)系， 先將其在坐標(biāo)系中描點(diǎn)， 然后根據(jù)這些點(diǎn)的分布趨向，用一條平滑曲線（包括直線）連接這些點(diǎn)，盡量讓多數(shù)點(diǎn)落在曲線上，不在曲線上的點(diǎn)應(yīng)使點(diǎn)數(shù)在曲線兩側(cè)大致一般多，這種方法叫“擬合”“擬合”法處理數(shù)據(jù)能夠直觀形象地反映數(shù)據(jù)的分布規(guī)律， 進(jìn)而找出所要探究的問題或物理量的特點(diǎn)及所遵循的規(guī)律3如何由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v t 圖象（ 1）根據(jù)變量函數(shù)的關(guān)系確定坐標(biāo)軸：橫軸時(shí)間軸，縱軸速度軸（ 2）描點(diǎn)作圖 作圖時(shí)應(yīng)把盡量多的點(diǎn)連