《实验：探究小车速度随时间变化的规律》名师教案

4/4必修一第二章运动的描述2.1实验：探究小车速度随时间的变化规律嘉兴外国语学校刘长庚核心素养：通过《实验：探究小车速度随时间的变化规律》的实验过程，锻炼学生思考的全面性、准确性与逻辑性，提高学生合作探究能力。学生通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法。通过对实验数据的处理和图像展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法研究问题、解决问题、提高创新意识。教学目标：知识与技能

1．根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。

2．会应用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。

3．会用表格法处理数据，并合理猜想。

4．巧用图像处理数据，观察规律。

5．掌握画图像的一般方法，并能用简洁语言进行阐述。教学重点：1．图像法研究速度随时间变化的规律；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研究。教学过程：课前：登陆优教平台，发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。（优教提示：请登陆优教平台，发送本节预习任务）课题引入：教师：在第一章，我们学习了一些描述运动的物理量，有质点，参考系，坐标系，时间，时刻，路程，位移，速度，平均速度，瞬时速度，加速度，还学习了一个非常重要的实验仪器，打点计数器，我来问下，有关打点计时器的知识点，我们大家一起回顾下，哪位同学站起来回答一下，①实验室有几种打点计时器？②使用打点计时器做实验的时候，我们有哪些注意事项？（找几个学生来回答）教师：好的，大家还是记忆犹新，前面第一章学习了这么多有关运动的描述，那么今天，我们将进一步整合前面的知识点，我们将用到打点计时器，通过小车在钩码的水平拉力作用下，探究小车速度随时间的变化规律。一、实验目的1．巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。2．用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间的变化规律。二、实验原理1．打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同时刻的位置。2．求纸带上某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替。3．用描点法画出小车的v-t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v-t图像是一条倾斜的直线，说明物体的速度是均匀变化的。三、实验器材打点计时器，一端附有滑轮的长木板，小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源。四、实验步骤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，下边挂上合适的钩码，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，并把纸带的一端固定在小车的后面；3．第一次实验，空车和一个钩码，把小车停在靠近打点计时器的位置，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．更换纸带，重复操作两次．选择最合适的一条纸带，标记为v1；5．第二次实验，空车和二个钩码，每人一条纸带，重复操作三次．选择最合适的一条纸带，标记为v2；6.第三次实验，满载车和一个钩码，每人一条纸带，重复操作三次．选择最合适的一条纸带，标记为v3。五、数据处理1．表格法(1)从每一组实验中三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4…，测量各计数点到0点的距离x，并记录填入表中。位置编号012345时间t/sx/mv/(m/s)(2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3….。(3)利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入表格中。(4)每个小组3人，每人负责计算处理一条纸带。（优教提示：请打开素材“实验演示：探究小车速度随时间变化的规律”）六、注意事项1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。2．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车。3．取下纸带前，先断开电源。4．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．牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差别，从而使测量误差增大，加速度的大小以能在50cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜。6．要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每五个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s；要舍掉开头过于密集的点，这样误差小。7．在坐标纸上画v-t图像时，注意坐标