内容正文:
第三章 物质的简单运动
第四节 平均速度的测量
一、教学背景分析
本节内容主要是让学生进行实验,在实践活动中掌握基本的实验技能——使用秒表测量时间、使用刻度尺测量路程,用速度公式计算平均速度,理解平均速度的概念。
实验所需仪器有小车、斜面、小木块、秒表、刻度尺。实验时,先测量全程的路程与时间,再测量前半程的路程与时间,把数据记录在设计的实验表格中,再分别计算前半程与后半程的平均速度,并进行比较。
学生已经学习了平均速度与瞬时速度,对二者的概念与区别有了一定了解,也学习了根据数据利用公式计算平均速度,但没有经历自己动手收集数据的过程。一些生活中的例子如游泳的运动员、行驶的汽车、降落的飞机等,学生都无法亲自动手测量其平均速度,只能根据给出的数据进行计算。在实验室中利用实验仪器动手设计实验,使用秒表测量时间,使用刻度尺测量长度,计算得出平均速度,可以让学生经历完整的实验过程,在实践中理解平均速度的概念,掌握基本的实验技能。
结合本节内容与学情分析,教学设计的思路如下:先播放“激流勇进”的视频,激发学生兴趣,请学生回想自己在坐“激流勇进”时的感受,思考船体下滑时的速度变化情况。然后给出实验器材,让学生自己动手设计实验,测量小车下滑过程中的平均速度,最后根据实验结论对坐“激流勇进”时的感受做出解释。测量平均速度的实验是本节课的重点内容,教师只给出实验器材,如小车、斜面、小木块、秒表、刻度尺,明确实验目的,然后让学生自己设计实验方案、设计记录表格、使用秒表和刻度尺测量时间和路程,记录数据,分析实验结果,最终得出结论。在这个过程中要给予学生充分的空间,让学生自己动手实验,体会学习的过程,掌握实验技能。
二、教学目标
1. 掌握使用秒表和刻度尺的基本技能。学会使用秒表和刻度尺正确地测量时间、路程,求出平均速度。
2. 加深对平均速度的理解,了解平均速度与所选取的路程有关。选取的路程不同,平均速度也不同。在小车沿斜面下滑的实验中,分别选取前半程与全程为研究对象,测量其平均速度,再计算出后半程的平均速度,从而比较前半程与后半程的平均速度。
3. 通过设计实验方案、设计表格、测量时间与距离、记录数据、分析结果,体会实验全过程,提高独立实验的能力。
4. 带着问题进行实验,通过用实验结论对生活中的现象做出解释,体会物理学与生活和社会的紧密联系。
三、教学重点和难点
教学重点:平均速度的测量实验。
教学难点:时间的测量。
四、教学过程
1.教学引入
教师播放“激流勇进”的视频,请学生回忆自己坐“激流勇进”时的体验,船体从顶端到滑下的过程中,感觉是怎样变化的?为什么会有这样的体验?船体在下滑过程中,运动越来越快,我们可以在实验室中模拟“激流勇进”的过程。
2.“知识点”的教学
●平均速度的测量
(1) 明确实验目的
“激流勇进”过程中,船体从顶端下滑的过程中运动得越来越快,对此过程进行研究,用小车沿斜面下滑进行模拟,测量小车运动前半程和后半程的平均速度,比较两个阶段的平均速度。
教师给出的实验器材有小车、斜面、小木块、秒表、刻度尺等。
(2) 实验前的准备
教师交代实验前要进行的两项准备工作。
第一,用小木块垫好斜面,调整小木块的位置,改变斜面的倾斜角度。如果斜面倾角太大,下滑时间太短,不容易测量;如果倾角太小,由于斜面存在摩擦力,小车可能无法下滑。
第二,将秒表调零,两人一组合作完成实验,一人负责由静止释放小车,另一人负责使用秒表测量时间。为保证小车的释放与秒表开始计时同时进行,可让释放小车的学生倒计时,数到零时释放小车,与此同时负责计时的学生按下秒表。可让同组的学生先练习几次。
(3) 设计实验方案与表格
教师把设计实验方案与表格的任务交给学生,让学生在实验方案与表格都准备完毕的情况下再进行实验。
学生设计的实验步骤与表格如下:
①把小车放在斜面顶端,用刻度尺测出小车将要通过的路程s全,记录在表格中。
②秒表调零。由静止释放小车,测量小车运动到底端的时间t全,填入表格。
③在斜面的中间位置放置另一个小木块作为标志,测量前半程的路程。
④秒表调零。不改变斜面倾斜角度,从斜面顶端由静止释放小车,当小车碰撞小木块时,测量前半程的时间。
路程/m
运动时间/s
平均速度/m·s-1
s全=
t全=
s前=
t前=
s全-s前=
t全-t前=
(4) 交流与讨论
记录数据后,求出平均速度。请小组之间交流与讨论,并思考以下问题:
你测得的前半程与后半程的平均速度哪个大?如何根据测得的平均速度,解释自己“激流勇进”前半程和后半程的体验?你求得的平均速度与其他组同学的结果一样吗?为什么不同组之间的测量结果不同?
测得的后半程的平均速度比前半程的平均速度大,因此坐“激流勇进”时,会感到越来越刺激。
不同组之间测得的全程的平均速度不同,