2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 教学设计-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

教 案 学年 高一 学科 物理 任课 教师 备课时间： 9 月 21 日 授课时间： 9 月 21 日（1班） 9 月 21 日（2班） 备课 组长 课题 2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 课型 新课 复习提问设计的问题 我们在探究物体的运动的问题时，引入了运动的两个概念，它们分别是什么？在描述运动时，我们引入了三个物理量，它们分别是什么？ 预设时间：0s 新课导入及情景创设 要研究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律，你认为如何设计此实验？需要测量哪些物理量？选用什么器材？请你把自己研究的方案写出来，并和同学交流。 预设时间：60s 教 学 目 标 及 解 析 情感态度和价值观 1.经历直线运动的实验过程 2.体会图像法在研究物理问题中的重要性 3.探究小车速度随时间变化的规律 4.初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的作用 预设时间：30s 主要知识点及拓展内容 【教学重点】 1. 图像法研究速度随时间的变化规律 2. 对运动的速度随时间变化规律的探究 【教学难点】 1.各点瞬时速度的计算 2.对实验数据的处理、规律的探究 中高考考点考查方式及所占分值比例 本节课内容为基础内容，高考中帮助学生分析提干理解物理意义，暂不占分。 重点讲解内容（限时20分钟内） 设计思路 0 【教师引导】在探究小车速度随时间变化规律时，我们应该需要哪些实验器材呢？ 【学生回答】小车，打点计时器，小纸带等 【教师总结】那么大家请看ppt，课件上我为大家总结了实验方案和所需要的实验器材。 一、实验方案 1.打点计时器测量速度和时间 2.槽码牵引小车在长木板上运动 二、实验器材 小车，一端带有滑轮的长木板，细绳，槽码 打点计时器，固定夹，电源，电键，导线，纸带 三、实验装置图 【教师引导】根据我们使用的实验器材，将其正确连接后，我们便可以进行实验了。具体实验操作如下： 4、 进行实验 1. 实验操作 a.在长木板上固定打点计时器，连接电路。让小车停在靠近打点计时器的位置，安装好纸带，连接细绳和槽码。 b.启动打点计时器，释放小车，打点完成后关闭电源，观察纸带的点迹是否清晰。 c.增减所挂槽码的质量，更换纸带，再做两次实验。 2.实验得到纸带 3.实验注意事项 a.安装打点计时器时，要使打点计时器的限位孔沿长木板的纵轴中心线方向。 b.摆放小车时，要使小车能沿木板中心线运动；纸带穿过限位孔后应该展平，以减小和限位孔的摩擦。 【教师引导】在我们实验结束后会得到一条小纸带，观察小纸带，我们为了探究小车速度随时间变化的规律应该进行哪一步呢？ 【学生回答】数据处理。 1. 瞬时速度的测量 1.3测量瞬时速度的方法 a.为了便于测量，舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点0，后面每5个点取一个计数点。 b.测量各计数点到起始点0 的距离x，记录在表中。 c.计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt。 d.根据Δx 和Δt 算出的速度值，可以作为这两个计数点中间任意位置的瞬时速度，这里我们统一记为左边计数点的瞬时速度。计算各计数点的速度，并记录在表中。 2.测量实例 5、 数据处理 【教师引导】观察我们得到的实验数据，老师来问大家几个问题 1.小车速度随时间的变化有什么规律？ 2.如何形象地看出小车速度随时间变化的规律呢？ 【学生回答】 1.小车速度逐渐变大，做加速运动 2.可以绘制小车运动的v-t图像来分析 【教师引导】大家能否尝试根据实验数据，画出v-t图像。 【学生回答】画到草稿纸 【教师总结】取该纸带的实验数据，在坐标纸上建立坐标系，选取合适的坐标轴刻度，描出数据点，如图所示。 注意：（1）v-t图像的数据点基本分布在一条直线上。（2）物体运动的加速度保持不变，小车的速度随时间均匀变化。 对于实验得到的三条纸带，分别计算速度大小，在坐标纸上建立坐标系，选取合适的坐标轴刻度，描出数据点，如图所示。 【教师提问】大家可以得到什么结论呢？ 【学生回答】小车受重物牵引下运动时，小车的速度随时间是均匀变化的。 【教师总结】 （1）研究表明，小车在重物牵引下的运动，速度随时间的变化是均匀的。 （2）研究还表明，小车在沿斜坡下滑过程中速度随时间的变化也是均匀的。 （3）更多类似的运动，其速度随时间的变化很可能都是均匀的。 本节课要使学生明确实验思路，学会用列表法、图像法处理实验数据并分析运动特点。并进一步掌握打点计时器的用法，可以熟练的对纸带进行处理和瞬时速度的测量。 小组讨论问题（要求必须有讨论价值） 某同学采用了如下方法绘制小车运动的v-t图像：先把实验得到的纸带每