2.3 测量匀变速直线运动的加速度 教学设计-2025-2026学年高一上学期物理粤教版必修第一册

《测量匀变速直线运动的加速度》教学设计 【课题】测量匀变速直线运动的加速度 【教学时间】40分钟 【教学对象】高一(上) 【教材】粤教版必修第一册第二章第三节 【教学内容分析】 1.本节课在教材中的地位和作用 前面已经学习认识匀变速直线运动及其速度、位移特点，匀变速直线运动的规律；本节课主要是通过实验测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度，和前两节共同从科学思维与实验探究结合而全面认识匀变速直线运动。 2.课程标准对本节的要求 内容要求：利用打点计时器或其他实验工具测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度。 教学提示：让学生了解并掌握利用打点计时器或其他实验工具测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度的方法，进而学习定量描述生活中物体运动的方法。 学业要求：知道制定实验方案是重要的，有控制变量的意识。会使用基本的力学实验器材获得数据，能用物理图像描述实验数据，能根据数据得出实验结论。知道实验存在误差。能表达科学探究的过程和结果。 3.教材内容安排 本节分为两部分。首先创造情境，由公式推导出匀变速直线运动的加速度等于两个连续相等时间里的位移变化量与这个时间平方之比，匀变速直线运动的物体在两个连续相等时间里中间时刻的速度等于这两段时间里的平均速度。然后进行实验与探究，利用打点计时器等器材测量匀变速直线运动的加速度；通过讨论与交流，分析判断小车的运动是不是匀变速直线运动的方法；怎么选取合适的计数点；如何计算对应每一个计数点的小车瞬时速度再利用图像法处理实验数据，求出小车的加速度。 4.教材的特点 让学生在实验操作前先明白实验的原理和方法，要解决的关键问题；然后再实际去探究测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度。注重对学生动手能力的培养，强化对学生实验误差的分析、减少实验误差方法的锻炼。 5.对教材的处理 对实验要解决的关键问题作为重点突破。例如关于选取哪些计数点计算加速度比较合适？要选择点迹清楚，没有漏点的纸带，舍弃开始点迹密集的一段，找一个合适的点作为开始点；为了测量方便和提升测量精度，把每打五次点的时间作为时间单位。怎样判断小车的运动是匀变速直线运动？要从学生已知的知识出发，看连续相等时间的位移差是否相等。让学生明白，使用较多实验数据，求加速度的平均值，可以减少实验误差，推出逐差法求加速度。还可以用图像法处理实验数据，求图像的斜率,得出小车的加速度。 【学生情况分析】 1. 学生的知识基础 已经学习了匀变速直线运动的特点：速度均匀变化，加速度恒定；连续相等时间内的位移不等，而位移变化量相等。学习了匀变速直线运动的规律：包括位移、速度公式等。知道速度时间图像的斜率为加速度。 2. 学生的心理特点 学生学习并掌握了匀变速直线运动的特点、匀变速直线运动的规律，有利用已学知识解决问题的想法，想实际通过实验验证所学理论知识的冲动。 3. 学生的认知困难 学生虽然掌握了匀变速直线运动的特点、匀变速直线运动的规律，并不代表能顺利地解决好实际问题。对于实验与探究过程中遇到的好些要解决的关键问题，如纸带、计数点的选取，减少实验误差的方法，利用图像求加速度等，需要老师及时的点拨。 【教学目标】 1.物理观念 通过回顾匀变速直线运动的速度均匀变化、加速度恒定、连续相等时间内的位移差相等特点，引导学生了解实验测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度的方法。 2.科学思维 （1）通过创设情境，引导学生推导出实验测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度的理论基础。 （2）通过实验探究和科学推理结合，引导学生理解逐差法求解加速度的方法。 3.科学探究 通过与小组成员合作完成测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度，引导学生理解怎样判断物体的运动是匀变速直线运动、应该如何选取合适的计数点、为什么逐差法可以减少实验误差，学会记录数据、处理数据、得出结论。 4.科学态度与责任 通过利用打点计时器等器材测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度，引导学生认识物理实验与科学思维的结合在物理学研究中的重要作用。 【教学重点】 测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度。 【教学难点】 　　逐差法求解加速度的分析过程。 【教学策略设计】 　　1.教学方法 　　采用实践式教学，以学生为主体，通过让学生实际测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度的实践性活动，使学生巩固、丰富和完善所学关于匀变速直线运动知识，培养学生解决实际问题的能力和多方面的实践能力。 　　2.学法指导 　　示范式指导和问题式指导结合，以测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度教学内容为媒介，按照基本实验步骤进行教学，使学生在体验测量的同时学习知识。在学生实验探究的过程，引导学生提出完成实验要解决的关键问题，使学生在解决问题、探求答案的过程中，通过寻求一定的知识、分析知识间的联系和关系、建立已知和未知之间的逻辑体系、形成新的知识结构，获得新的学习方法。 　　3.教学媒体设计 教学电脑和一体机，课件，研究匀变速直线运动的实验装置。 ( 回顾旧知，引入课题 通过回顾匀变速直线运动的速度均匀变化、加速度恒定、连续相等时间内的位移差相等特点，引导学生通过实验测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度。 创设情境， 推导理论 通过 创设情境 ，引导学生 推导出实验测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度的理论基础。 实验探究 ，解决问题 通过与小组成员合作完成 “ 实验探究 ” ， 引导学生 理解怎样判断物体的运动是匀变速直线运动、应该如何选取合适的计数点、为什么逐差法可以减少实验误差，学会记录数据、处理数据、得出结论。 总结提升，形成思想 引导学生总结得出，利用打点计时器，通过实验测量 匀变速直线运动的瞬时速度和加速度的方法 。认识物理实验在物理学研究中的作用。 物理观念 实验 探究 科学思维 科学态度与责任 )【教学流程图】 【教学过程设计】 教学环节和教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 【回顾旧知，引入课题】 匀变速直线运动的速度均匀变化、加速度恒定。 匀变速直线运动的物体，在连续相等时间内的位移差相等。 提问1：匀变速直线运动的速度、加速度特点是什么？ 提问2：匀变速直线运动的位移特点是什么？ 思考、回答问题。 通过回顾匀变速直线运动的速度均匀变化、加速度恒定、连续相等时间内的位移差相等特点，引导学生通过实验测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度。 【创设情境，推导理论】 思考1：一个物体做匀变速直线运动，如图所示，在相等连续时间内的位移分别为、，通过A、B、C时的速度分别为、、，请求出该物体的加速度; 由公式： 得到： 结论： 表明,匀变速直线运动的加速度等于两个连续相等时间里的位移变化量与这个时间平方之比。 思考2: 求物体通过B时的速度。 表明，匀变速直线运动的物体，在两个连续相等时间里，中间时刻的速度等于这两段时间里的平均速度。 提示：根据思考1，写出位移、、以为初速度的表达式，消除、，解得该物体的加速度。 展示结果。 提问：怎么求解物体通过B时的瞬时速度。 思考、书写公式，推导出物体的加速度。 思考，并回答出：等于这AC段时间里的平均速度。 通过创设情境，引导学生推导出实验测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度的理论基础。 【实验探究，解决问题】 实验与探究 利用打点计时器、纸带、复写纸、交变电源、小车、细绳、一端附有定滑轮的长木板、钩码等器材测量匀变速直线运动的加速度。 一、实验步骤 1.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，将滑轮端伸出桌面。将打点计时器固定在木板上没有滑轮的一端，连接好电路。 2.在让纸带穿过打点计时器的限位孔后，将其一端夹在小车尾部正中央。把小车靠近打点计时器，在小车前端系上细绳。细绳、纸带与木板平行，且细绳、纸带、限位孔要在一条直线上。细绳长度略短于定滑轮离地的高度。细绳跨过定滑轮，挂上适量的钩码。 3.启动打点计时器，然后释放小车，让它拖着纸带运动，适时阻止小车与滑轮相碰。及时关闭电源，更换纸带，重复做三次。 4.选择点迹清楚、没有漏点的纸带，舍弃开始点迹密集的一段，找一个合适的点作为开始点。为了测量方便和提高测量精度，把每打五次点的时间作为时间单位，则时间间隔。 确定恰当的计数点，并标上序号0，1，2，3……，如图所示。每两个相邻计数点间的距离分别为，，……。 5.设计实验数据记录表格，分析处理数据。 二、讨论与交流 1.根据匀变速直线运动的特点，从纸带的运动信息分析判断小车的运动是不是匀变速直线运动。 若， ， ， 满足：， 即两个连续相等时间内的位移差恒定，可判断为匀变速直线运动。 2.选取哪些计数点计算此处的加速度比较合适？说出理由并由此求出加速度的平均值。 （1）取，，，得，化简得。 结论：只用到了第一个和最后一个数据，误差较大。 （2）取，，，计算平均值，化简得。 结论：这种方法叫逐差法，可放大测量距离，减小误差。 3、 分析处理数据: 1、 逐差法求小车的加速度: 2.画小车的速度时间图像求加速度： 请同学们按照实验步骤完成实验。 提问1：怎么选取合适的纸带？ 提问2：为了测量方便和提高测量精度，把每打几次点的时间作为时间单位合适？ 提问3：怎样从纸带的运动信息判断小车的运动是不是匀变速直线运动？ 提问4：选取哪些计数点计算此处的加速度比较合适？说出理由并由此求出加速度的平均值。 和学生们一起分析推导；根据推导结果，引导学生掌握逐差法求加速度。 让学生根据小组选取的纸带，记录数据，分析小车是否做匀变速直线运动，计算各计数点的瞬时速度，计算小车的加速度。 提问5：除了逐差法，还有其他求加速度的好方法吗？ 引导学生理解利用图像求加速度的方法。 小组合作完成实验。 思考、回答1：选择点迹清楚、没有漏点的纸带。 思考、回答2：5次。 回答：若两个连续相等时间内的位移差恒定，则小车的运动为匀变速直线运动。 思考、讨论，进行计算并展示。 与老师、同学一起分析，理解、掌握逐差法求加速度。 小组选取的纸带，记录数据，分析小车是否做匀变速直线运动，计算各计数点的瞬时速度，计算小车的加速度。 讨论、说明求解方法，可能包括图像法。 利用图像求加速度。 通过与小组成员合作完成“实验探究”，引导学生理解怎样判断物体的运动是匀变速直线运动、应该如何选取合适的计数点、为什么逐差法可以减少实验误差，学会记录数据、处理数据、得出结论，掌握求解匀变速直线运动的加速度的两种方法，会分析实验误差并有办法减少误差的影响。 【总结提升，形成思想】 1.加速度和瞬时速度： ， ， 2.逐差法和利用图像斜率求加速度： ， 。 引导学生对实验测量加速度和瞬时速度进行总结、提升认识。 实验总结、提炼核心知识。 引导学生总结得出，利用打点计时器，通过实验测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度的方法。认识物理实验在物理学研究中的作用。 【板书设计】 ( 第二章 第三节 《 测量匀变速直线运动的加速度 》 1. 加速度和瞬时速度 ， 2.逐差法和利用 图像斜率求加速度 ， ) 学科网（北京）股份有限公司 $