2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（教学设计）-【上好课】高一物理同步高效课堂（人教版2019必修第一册）

第1节　实验：探究小车速度随时间变化的规律 教学设计 备课人 学科 物理 课题 2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 教学内容分析 本节教科书首先以“寻求一种运动的特点和规律，一般要先研究某个具体事例”这一基本思路入手。然后基于探究的问题，在上一章掌握了测量物体做直线运动速度方法的基础上，主要从实验思路、进行实验、数据记录、数据分析等方面层层深入，展开探究过程。本节的重点是探究实验的设计与数据记录，难点是数据分析。 学情分析 本节课的授课对于高一这个阶段的学生已经具备了一定高度实验能力，数据分析能力，归纳总结能力，而且在这节课之前学生已经学习过了打点计时器，学习了测量瞬时速度的方法，因此本节课对于学生来讲理解上并不难，较有难度的是实验的操作过程，要注意的事项以及数据分析方法。 教学目标 1.能建立加速度的概念，能从物理学的视角观察实验现象，并能正确分析小车运动的加速度。 2.理解v-t图像的含义，能用实验数据描绘v-t图像，能根据图像分析速度随时间的变化特点以及加速度的特点。 教学重难点 1.进行实验，正确操作，记录数据，正确进行实验操作。（重点） 2.分析数据，作出v-t图像，直观反应规律。（重点） 3.分析数据，作出v-t图像。（难点） 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。那么如果我们要研究小车在重物牵引下的运动，看看小车的速度是怎样随时间变化的，我们应该怎样做呢？ 学生分组讨论问题并回答。 为实验思路的设计做铺垫。 讲授新课 1、 实验思路 【复习与回顾】 我们上一章第三节已经学习了如何测量纸带的平均速度和瞬时速度，你是否可以简要的说明一下以下问题： (1)打点计时器在使用的时候应该注意哪些问题？ (2)如何选择纸带上的点？ (3)如何测量纸带上计数点的瞬时速度？ (4)如何做出v-t图像，v-t图像都告诉了我们哪些信息？ 【思考与讨论】 给你以下实验器材： 你认为如何设计一个实验来研究小车在重物牵引下速度随时间的变化规律？ 1.实验方案： 2.利用打点计时器和纸带计算瞬时速度：用某段位移的平均速度表示中间点的瞬时速度。 3.用v－t图像表示小车的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v－t图像，进而探究速度与时间的关系。 二、进行实验 1.如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。 2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的槽码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车后面。 3.把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点。 4.换上新纸带，重复实验两次。 5.增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验。 三、数据记录 【思路与讨论】 (1)怎样选取合适的便于测量的纸带？ (2)如何选择纸带上合适的计数点？ (3)如何计算所选计数点的瞬时速度？ 1.纸带的选取与测量 (1)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点。 (2)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点进行测量(如图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。 (3)数据采集：量出各个计数点到计时零点的距离d1、d2、d3… 2.不同计数点的瞬时速度计算 (1)计算方法：利用第一章第3节所学方法得出各个计数点的瞬时速度，即： ；；；； (2)数据记录 【思路与讨论】 (1)根据你的实验表格中的数据，说一说小车速度随时间变化有什么规律？ (2)根据你的实验表格中的数据，你能不能求一下某段时间内的加速度？ (3)你求得的不同时间段的加速度是多大呢？这个结果说明速度的变化是怎样的？ (4)如果不计算加速度，用什么方法可以形象地看出小车速度随时间变化的规律呢？ 四、数据分析 1.直观的方法：画出小车的v－t图像 (1)根据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积） (2)根据所得数据确定点的位置,观察和思考点的分布规律。 (3)“拟合”图象：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点 2.用计算机绘制v－t图像 【思路与讨论】 (1)t=0时刻的速度等于零吗？为什么？ (2)为什么画出的是一条直线？直线的斜率可以表示什么物理量？ (3)若某个点明显偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？ (4)从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？ 实验视频演示 实验注意事项: 1．固定