廣東省中山市卓雅外國語學(xué)校-高中物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)說課-數(shù)字化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律

廣東省中山市卓雅外國語學(xué)校-高中物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)說課-數(shù)字化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小車勻變速直運(yùn)動(dòng)規(guī)律數(shù)字化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律說課稿【教學(xué)計(jì)思路】本實(shí)驗(yàn)是高中階段第一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)——《探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》之后特別增加的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，是為了加深學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律理解。目的是從觀察實(shí)驗(yàn)，理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)，操作實(shí)驗(yàn)和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方面培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。通過直觀的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解?！緦W(xué)習(xí)標(biāo)】本節(jié)課的學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)有：①知道位移傳感器和光電門的工作原理和使用方法；②知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖像是一條拋物線；③學(xué)會(huì)通過兩個(gè)光電門計(jì)算物體的加速度；④學(xué)會(huì)分組合作實(shí)驗(yàn)，提升交流能力，對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生興趣?！緦W(xué)情析】學(xué)生在之前的課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)了用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車速度隨時(shí)間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間的關(guān)系以及位移和時(shí)間的關(guān)系。能理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖象是拋物線，也知道如何以兩個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度來計(jì)算加速度。教師主要應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)過程中引導(dǎo)學(xué)生觀察數(shù)字化軟件處理得到的位移時(shí)間圖象的特點(diǎn)?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)：習(xí)通過位移感器和電門研究勻速直線動(dòng)規(guī)律難點(diǎn)：數(shù)據(jù)進(jìn)行分，總結(jié)驗(yàn)現(xiàn)象【教學(xué)法】演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)-1/7

廣東省中山市卓雅外國語學(xué)校-高中物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)說課-數(shù)字化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小車勻變速直運(yùn)動(dòng)規(guī)律【教學(xué)程】教學(xué)環(huán)

教師活

學(xué)生活

設(shè)計(jì)意介紹數(shù)字化軌道小車實(shí)驗(yàn)數(shù)字化的傳感器進(jìn)行基礎(chǔ)介紹紹其使用方法和創(chuàng)設(shè)情境交流感知

軟件使用步驟里提供的數(shù)字化傳感器有光電門和位移傳感器。

學(xué)生聽取數(shù)字化實(shí)驗(yàn)介紹并記錄筆記學(xué)習(xí)新實(shí)驗(yàn)的理論方法。

數(shù)字化傳感器，引起學(xué)生對(duì)新實(shí)驗(yàn)的興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。實(shí)驗(yàn)演示學(xué)習(xí)新知

介紹本實(shí)驗(yàn)的主要實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，提醒學(xué)生記錄筆記。位移傳感器學(xué)生先觀察演示和光電門的教師實(shí)驗(yàn)過程總工作原理的工作結(jié)傳感器的使用原理移傳感器方法通過親自使的小車演示實(shí)驗(yàn)，用傳感器去理解-2/7

學(xué)生通過教師演示實(shí)驗(yàn)初步了解傳感器的工作原理和使用方法。通過直觀的數(shù)字化信息對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行歸納

廣東省中山市卓雅外國語學(xué)校-高中物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)說課-數(shù)字化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小車勻變速直運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)軟件上的數(shù)據(jù)

傳感器的使用方

總結(jié)，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。進(jìn)行分析出光式結(jié)合小車實(shí)驗(yàn)分組操作

電門實(shí)驗(yàn)測(cè)量小車的加速度醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。教師布置實(shí)

分組進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生開始自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)

驗(yàn)任務(wù)導(dǎo)學(xué)生主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)合作交流討論對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)組間進(jìn)教行巡視決學(xué)生師提出求助。的提問。

鍛煉學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力，加深學(xué)生對(duì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的理解。歸納總結(jié)

教師通過軟件上

學(xué)生通過自智能反饋

直觀記錄的數(shù)據(jù)納進(jìn)行分析小車的得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)規(guī)律析每對(duì)問題進(jìn)行分析，一個(gè)點(diǎn)的物理意提出疑問。義。

及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)歸納，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和認(rèn)識(shí)?！窘虒W(xué)境設(shè)計(jì)】教師活動(dòng)：們，我們上一次實(shí)驗(yàn)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究了小車速度隨時(shí)間變化的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這一節(jié)課將用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)去證小車運(yùn)動(dòng)規(guī)律。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)將物信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)過計(jì)算機(jī)處理接顯示在電腦軟件上。通過傳感器的精信息采集能計(jì)算機(jī)速的數(shù)據(jù)處能力，使得我們可更精確的手段去驗(yàn)證小車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。這次實(shí)主要目的是過位移感器驗(yàn)證小勻變速線運(yùn)動(dòng)的規(guī)，并利光電門計(jì)算小車加速度。-3/7

廣東省中山市卓雅外國語學(xué)校-高中物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)說課-數(shù)字化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小車勻變速直運(yùn)動(dòng)規(guī)律在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前，先介紹一下今天我們所要使用的實(shí)驗(yàn)儀器：小車，小車軌道，位移傳感器（含收發(fā)裝置），光電門，擋光板，傳感器信息收集器，筆記本電腦。以上是最主要的實(shí)驗(yàn)器件。先通過演示實(shí)驗(yàn)，了解一下實(shí)驗(yàn)的規(guī)范步驟以及各個(gè)儀器的基本使用方法。首先我要進(jìn)行的是位移傳器驗(yàn)證小車勻變速線運(yùn)動(dòng)。將位移傳感器發(fā)射裝置安裝在小車上，用鐵架臺(tái)將接收器固定到一定的位置。位移傳感器是通過發(fā)射器和接收器之間的信號(hào)收發(fā)來計(jì)算兩者之間的位移。所以，在實(shí)驗(yàn)過程中，我們要保證發(fā)射器和接收器的相對(duì)位置要保持在一條直線上（一個(gè)比演示）。我們已經(jīng)通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)知道小車在斜面上下滑是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，但是打出的紙帶需要人工處理，無法避免產(chǎn)生較大的誤差。而位移傳感器結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件能每隔相同時(shí)間實(shí)時(shí)記錄小車在不同時(shí)刻的位移，能直接在軟件上得到小車的過位移感器驗(yàn)證小在軌道進(jìn)行的是勻速直線動(dòng)。

圖象。接下我們先來通（1）調(diào)節(jié)小車軌道的傾斜度，使小車能夠在軌道上自然地加速下滑。（2）首先調(diào)節(jié)位移傳感器收發(fā)裝置的位置，使其相對(duì)位置始終保持在同一條直線上。（3）使小車在軌道最高點(diǎn)保持靜止，打開小車上位移傳感器信號(hào)發(fā)射開關(guān)。（4）調(diào)節(jié)完成后，開啟電s件，點(diǎn)擊新建位移時(shí)間坐標(biāo)軸，點(diǎn)擊軟件中的開始記錄按鈕，釋放小車，小車滑到軌道底部后點(diǎn)擊停止記錄數(shù)據(jù)并保存。（5在軟件中會(huì)記錄下小車位移隨時(shí)間變化圖象選取小車加速下滑的數(shù)據(jù)點(diǎn)，點(diǎn)擊曲線擬合。得到擬合的拋物線的公式。（6）重復(fù)實(shí)驗(yàn)次，獲取至少5可靠數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件數(shù)據(jù)擬合（在擬合之前先關(guān)閉位移傳感器開關(guān)），觀察擬合曲線和擬合公式的特點(diǎn)。這組數(shù)據(jù)是剛剛實(shí)驗(yàn)得到的小車

圖象，我們大致以察覺這個(gè)

圖象的部分和拋物很像，我們?nèi)∵@段據(jù)進(jìn)行擬合最后得擬合的圖線公式?？吹竭@部分點(diǎn)跡的擬合結(jié)果就是拋物線。所以我們能得到小車這段的運(yùn)動(dòng)就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。從公式上我們可以獲取小車的加速度。同學(xué)們自己進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)的時(shí)候可以比對(duì)幾組數(shù)據(jù)的加速度。-4/7

廣東省中山市卓雅外國語學(xué)校-高中物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)說課-數(shù)字化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小車勻變速直運(yùn)動(dòng)規(guī)律通過

圖象已知道小車做的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，如何直接計(jì)算小車的加速度。這里我們使用光電門來計(jì)算小車的加速度。首先將兩個(gè)光電門如圖所示安裝在軌道上，小車上已經(jīng)安裝了擋光板。光電門過記錄物體固定寬的擋光板通光電門時(shí)間，來計(jì)物體通光電門的速度。光電門不僅可以計(jì)算通過光電門的速度，還能記錄通過兩個(gè)電門的時(shí)間差。所以如果有兩個(gè)光電門，就可以得到兩個(gè)時(shí)刻的速度和兩個(gè)時(shí)刻之間的時(shí)間間隔。實(shí)驗(yàn)要計(jì)算得到小車的加速度并和

圖象擬合的曲線進(jìn)行比較。（1）同樣先調(diào)節(jié)小車軌道的傾斜度，使小車能夠在軌道上自然地加速下滑。（2）首先調(diào)節(jié)位移傳感器收發(fā)裝置的位置，使其相對(duì)位置始終保持在同一條直線上。（3）使小車在軌道最高點(diǎn)保持靜止，打開小車上位移傳感器信號(hào)發(fā)射開關(guān)。（4調(diào)節(jié)成后開啟電軟件sensedisc軟件先設(shè)置光電的參數(shù)，擇獨(dú)立量，測(cè)量的理量選擇速和擋光間差擋光板寬度設(shè)為擊新建于時(shí)間坐標(biāo)，選擇需的記錄物理，點(diǎn)擊件中的開始錄按鈕釋放小車，車滑到道底部后點(diǎn)停止記數(shù)據(jù)并保存。（5sensedisc軟件中會(huì)記錄下小車位移隨時(shí)間變化的圖象以及小車經(jīng)過光電門的速度和兩個(gè)光電門的擋光時(shí)間差。（6）選取小車加速下滑的

數(shù)據(jù)點(diǎn)，點(diǎn)擊曲線擬合。得到擬合的拋物線的公式。在速度和擋光時(shí)間差上獲取經(jīng)過兩個(gè)光電門的速度，來計(jì)算小車的加速度。（7）重復(fù)實(shí)驗(yàn)次，獲取至少5可靠數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件數(shù)據(jù)擬合（在擬合之前先關(guān)閉位移傳感器開關(guān)），觀察擬合曲線和擬合公式的特點(diǎn)。比對(duì)通過數(shù)據(jù)擬合得到的和通過光電門計(jì)算得到的加速度之間的關(guān)系。通過

數(shù)據(jù)擬合和光電門記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度來看，我們發(fā)現(xiàn)兩者的加速度基本一致，因?yàn)榇嬖谙到y(tǒng)誤差。接下來大家根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以完成下面幾個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)：-