实验：探究小车速度随时间变化的规律2

2.1探究小车速度随时间变化的规律 一、设计思路 本节课是一节实验形式的探究课，要求学生来探究运动的特点和规律，对知识和能力要求较高。虽然上一章中已经介绍了利用打点计时器打下的纸带求物体瞬时速度的方法。但学生能否顺利的利用是本节的关键，不是要求老师的刻意引导而是要求学生们能分析得出.实际操作中以学生为主教师指导为辅在体验中去掌握探究规律的一般方法. 实验探究强调一定的分析顺序和习惯,所以采取了递进式的教学思路,对以后独立解决实际问题建立一种科学的分析习惯.主要思路是:分析设计 实验测量 处理分析数据 描点作图 得出规律二、教材分析 从内容上看，本节课在运动学中起着承上启下的作用，为上一章学过的知识进行巩固和应用,为后面运动学公式的理论学习打下铺垫.从能力上看，是体现探究思想的实例操作。通过具体事例和动手操作,来体验物理解决实际问题的一般方法和步骤,提高分析问题解决问题的能力.三、学情分析 1.学生已掌握的知识 （1）位移、加速度的概念和打点计时器的使用 （2）纸带的选取和利用纸带计算瞬时速度的方法 （3）用平均速度替代瞬时速度的方法2.未掌握或欠缺的知识 （1）数据的处理方法（2）图像的描绘（3）用规范准确的语言去总结规律四、三维教学目标 1、知识与技能（1）能熟练使用打点计时器。（2）会根据实验原理去设计实验并完成操作。（3）会处理纸带，用平均速度来求各点瞬时速度。（4）会设计表格并用表格记录数据。（5）进一步提高描点作图的能力，并会用准确的语言去描述运动规律。2、过程与方法（1）初步学习根据实验要求，设计实验，探究某种规律的研究方法。（2）经历实验过程，及时发现问题并做好调整。（3）初步学会根据实验数据寻找规律的探究方法。3、情感 态度与价值观：（1）体会实验的设计思路，体会物理学的研究方法。（2）通过学生自我实验探究规律来激发学生学习的兴趣和学习热情。五、教学重点及难点 1.教学重点 用图像的方法研究速度随时间的变化规律 2.教学难点 实验方案的设计、图像的描绘和规律的总结六、方法和手段 分组实验 观察指导 讨论 讲授 多媒体展示七、课前准备 1.知识准备：预习打点计时器的使用 预习求纸带上各点瞬时速度的计算方法 2.器材及教具： 学生电源、打点计时器、小车、一端带有滑轮的长木板、细线、纸带、刻度尺、坐标纸、砝码、多媒体计算机。实验原理： 实验设计：实验步骤：数据记录：数据处理：v-t图像八、板书设计 步骤顺序 一目了然九、教学过程 1.情境引入：寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始，一般还从简单的实例入手，今天我们就研究小车在重物牵引下的运动，来探究小车的速度是怎样随时间变化的。（提出探究目的）2.提出问题：如何得到小车各个时刻的速度呢？（学生讨论） 传感器可以直接测量但要求很高（不可行） 打点计时器可以求得瞬时速度（可行）3.设计实验 用小车拖动纸带，打下一系列的点用平均速度来求得各个时刻的瞬时速度获得速度和时间数据4. 预习和强调实验过程中的注意事项：（师生共同完成） 开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。 先接通电源，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。 要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。5.实验过程：（学生分组实验） 附有滑轮的长木板平放在实验桌上，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。 用一条细绳栓住小车使细绳跨过滑轮，下边挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的上面。 把小车停在靠近打点计时器处，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列小点。换上新的纸带，重复实验三次。6.实验数据处理（学生完成 注意指导） 纸带的选取 (如何选取纸带) 选择最清晰的，舍掉开头密集的点迹，找一个适当的点作为起点，进行标注计数点 数据测量 (两种测量方法的对比) 选择时间间隔为0.1s的若干计数点进行测量，尽量测量各点到起点的距离，而不是测两个相邻计数点之间的距离以减小误差。 数据记录（列表法） 养成良好记录数据的习惯小车在几个时刻的瞬时速度位置编号0123456789时间t/s00.10.20.30.40.50.60.70.80.9v/(m/s) 瞬时速度的计算 用平均速度来求得各个时刻的瞬时速度7. 速度随时间变化规律的探究(重点 分析) 有的同学提出可以直接观察表中的数据来总结规律(可以 但不直观不容易发现规律)用函数来表示规律(要求较高不容易获得对应的函数) 上一章学过用图像表示速度可用图像来总结规律8.画出速度-时间图像（重点指导 动手实践） （1）以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据表中的v、t数据在直角坐标系中描点。（选择恰当的标度，使点分布在坐标系大部分区域） （2）通过观察、思考，发现点迹的分布规律我们会看到，对于每一次试验描出的点都大致落在一条直线上，因此可以有把握地说，如果没有实验误差的理想情况，代表小车速度与时间关系的点真的能够全部落在某条直线上。有了这个考虑后，我们就可以用一条直线去代表这些点。但是学生具体操作中还不会描点法的具体步骤，要加强指导： 先观察点的大致分布情况 使尽可能多得点分布在图像上 不在图像上的点要对称地分布在直线两侧 用光滑的曲线连接各点不要用折线9.总结概括规律（指导学生发现规律，并能用准确规范的语言来叙述） 速度越来越大 相等时间里速度变化相等加速度相等十、教学扩展及引申 某同学用以下方法绘制小车的v-t图像:先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条，再把这些短纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间，最后将纸条上端中心连起来，于是得到v-t图像。这样做有道理吗？十一、教学总结与反思 能否根据原理来恰当的设计实验是体现探究思想的前提，熟练操作实验和规范科学的记录数据是探究思想的基础，