内容正文:
第三章 物质的简单运动
第二节 探究——比较物体运动的快慢
一、教学背景分析
本节内容主要是让学生了解并掌握比较物体运动快慢的方法。谈到比较的方法,就要涉及两个问题——“怎么比”和“比什么”。物理条件不同,采用的方法就不同,比较的内容也不同。比较物体运动的快慢,必须同时考虑物体运动的时间和通过的路程这两个因素。如果物理条件允许控制变量,采用的方法就是“控制变量法”,比较的内容为在相同时间内比路程或通过相同路程比时间;如果物理条件无法控制变量,采用的方法就是“比值定义法”,比较的内容为路程与通过这段路程所用时间的比值。
从学生的知识基础看,学生已经了解路程和时间这两个物理量。从能力基础看,本节要求两点:一是基本的实验技能,即使用秒表测量时间;二是探究能力,需要让学生经历探究过程,掌握比较物体运动快慢的方法,培养学生在探究过程中制订计划、设计表格与收集证据的能力。
结合教学内容与学情分析,本教学设计的基本思路是通过让学生经历完整的探究过程,掌握比较物体运动快慢的方法。首先让学生定性比较两小车运动的快慢,了解控制变量法;然后让学生定量比较两小车运动的快慢,用秒表测量时间,用刻度尺测量路程,培养学生的基本实验技能,让学生制订计划与收集证据,掌握控制变量法;进而引导学生思考在无法采用控制变量法的情况下,可以通过比值定义法定义新的物理量“速度”,来表示物体运动的快慢。得出速度公式后,可以运用公式进行简单的计算,并给出匀速直线运动的概念,画出匀速直线运动的路程—时间图像,根据图像可以计算运动物体的速度,从文字、公式、图像多角度理解速度的含义。
二、教学目标
1. 通过探究实验中收集证据的过程,练习使用刻度尺测长度和用秒表测时间这两项基本的实验技能。
2. 知道用速度表示物体运动的快慢。
3. 知道在国际单位制中,速度的国际单位是m/s,常用单位是km/h,会进行单位换算。
4. 能用速度公式进行简单的计算。
5. 知道匀速直线运动的概念,了解用路程—时间图像描述匀速直线运动,知道图像是描述物体运动的一种方法,会根据图像计算匀速直线运动物体的速度。
6. 通过探究过程,提高制订计划、设计表格、收集证据的能力,掌握控制变量法和比值定义法这两种比较物体运动快慢的方法。
三、教学重点和难点
教学重点:比较物体运动快慢的方法——控制变量法和比值定义法。
教学难点:制订计划与设计表格。
四、教学过程
1.教学引入
播放刘翔在雅典奥运会110 m栏决赛夺冠的视频。向学生提问:你怎么知道刘翔跑了第一名?如果你错过了当时的直播,只拿到了选手的成绩表(即时间表),又如何判断谁跑了第一名?这两种比较运动快慢的方法一样吗?
通过播放刘翔夺冠这一激动人心的视频,引起学生兴趣。通过给出两种判断成绩的方式——观看直播谁先通过终点(相同时间比路程)与成绩表(相同路程比时间),引出控制变量法。
2.知识点教学
●比较物体运动的快慢
(1)定性比较运动的快慢——控制变量法
刘翔在决赛时的劲敌是美国名将特拉梅尔,可以用两辆小车A、B分别模拟刘翔和特拉梅尔。教师给出实验仪器:两辆小车和木板,但不给出秒表和刻度尺。提出问题:如何利用实验仪器比较两辆小车运动的快慢?请学生制订计划,收集证据,记录A、B的运动情况,比较A、B运动快慢的依据,得出结论。
学生可以仿照110 m栏比赛,给定小车运动的终点线,控制时间为不变量,观察它们的运动情况,先到达终点的小车通过的路程大,运动得快。
也可以控制路程为不变量,待小车都到达终点后,最后到达终点的小车所用时间多,运动得慢。
通过给定终点线,用小车模拟110 m栏比赛的活动,让学生初步体会控制变量法,为后面的定量比较奠定基础。
(2)定量比较运动的快慢——控制变量法
教师再给出实验仪器:秒表与刻度尺。请学生使用秒表测量时间,刻度尺测量长度,根据之前的方法定量比较两小车运动的快慢。请学生自主制订计划、设计表格、收集证据。
设计表格是学生感到困难的地方,教师可引导学生思考:我们要控制的不变量是哪个?要测量与比较的变量是哪个?根据测量结果可以得到什么结论?让学生根据这些内容设计表格。
学生在制订计划时,可参考定性比较的实验,区别在于需要使用秒表测量时间、用刻度尺测量长度。学生设计表格,并把数据记录在表格中。
研究对象
行驶1 m所用时间/s
行驶5 s通过路程/m
比较运动的快慢
小车A
小车B
教师引导学生分析实验结果,即控制不同的变量,得到的比较运动快慢的结果是相同的,把实验结论记录在表格中。
通过让学生自主制订计划、收集证据、设计表格、记录数据,培养学生的探究能力,在探究过程中掌握控制变量法。通过使用秒表测时间、使用刻度尺测路程,培养学生的基本实验技能。
(3) 定量比较运动的快慢——比值定义法
教师向学