高中物理《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》 教案10

111第二章 勻變速直線運動的研究全章概述本章是在第一章運動描述的基礎上，進一步用實驗的方法，探索勻變速直線運動的規(guī)律和特點，并結合公式、圖象對勻變速直線運動進行研究。通過使用打點計時器設計相關實驗探索運動規(guī)律，并用語言、公式、圖象進行描述。本章重點是勻變速直線運動規(guī)律的掌握，重點掌握其研究的方法和運動的規(guī)律及應用。本章公式和推論較多，在學習時要分清公式的應用條件和前提，不可亂套公式，在物理過程比較復雜時可以分解過程，一突破并建立相關聯(lián)系，必要時可借助圖象進行分析比較。本章可分為三個單元（1）基本規(guī)律的探索及描述（一、二、三節(jié)）（2）相關的推論的整理及應用（三節(jié)后半部分）（3）特殊應用及伽利略的研究史實（第四、五節(jié)）新課標要求本章也是必修模塊中物理1模塊的第一部分，為第一個二級主題。1、通過研究勻變速直線運動中速度與時間的關系，位移與時間的關系，體會公式表述和圖象表述的優(yōu)越性，為進一步應用規(guī)律奠定基礎，體會數(shù)學在處理問題中的重要性。通過史實了解伽利略研究自由落體所用的實驗和推論方法，體會科學推理的重要性，提高學生的科學推理能力。2、在掌握相關規(guī)律的同時，通過對某些推論的導出過程的經(jīng)歷，體驗物理規(guī)律“條件”的意義和重要性，明確很多規(guī)律都是有條件的，科學的推理也有條件性。新課程學習2.1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律新課標要求（一）知識與技能1、根據(jù)相關實驗器材，設計實驗并熟練操作。2、會運用已學知識處理紙帶，求各點瞬時速度。3、會用表格法處理數(shù)據(jù)，并合理猜想。4、巧用v-t圖象處理數(shù)據(jù)，觀察規(guī)律。5、掌握畫圖象的一般方法，并能用簡潔語言進行闡述。（二）過程與方法1、初步學習根據(jù)實驗要求，設計實驗，完成某種規(guī)律的探究方法。2、對打出的紙帶，會用近似的方法得出各點瞬時速度。3、初步學會根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行猜測、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法。4、認識數(shù)學化繁為簡的工具作用，直觀地運用物理圖象展現(xiàn)規(guī)律，驗證規(guī)律。（三）情感、態(tài)度與價值觀1、通過對小車運動的設計，培養(yǎng)學生積極主動思考問題的習慣，并鍛煉其思考的全面性、準確性與邏輯性。2、通過對紙帶的處理，實驗數(shù)據(jù)的圖象展現(xiàn)，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，能使學生靈活地運用科學方法來研究問題，解決問題，提高創(chuàng)新意識。3、在對實驗數(shù)據(jù)的猜測過程中，提高學生合作探究能力。4、在對現(xiàn)象規(guī)律的語言闡述中，提高了學生的語言表達能力，還體現(xiàn)了各學科之間的聯(lián)系，可引伸到各事物間的關聯(lián)性，使自己溶入社會。教學重點對運動的速度隨時間變化規(guī)律的探究。教學難點1、各點瞬時速度的計算。2、對實驗數(shù)據(jù)的處理、規(guī)律的探究。教學方法教師啟發(fā)、引導，學生自主實驗，討論、交流學習成果。教學地點：實驗室教學過程（一）引入新課我們已經(jīng)學習了用打點計時器測定物體運動的速度。我們這節(jié)課再利用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律。（二）進行新課1、讓學生自己設計好實驗，并口頭闡述相關實驗器材及步驟。教師活動：根據(jù)實驗目的，研究物體運動的特點、規(guī)律。引導學生從具體實例開始，提出問題：如何設計小車在重物下的運動實驗？學生活動：思考實驗過程并流利地口頭闡述實驗，包括設計思想、實施步驟和操作過程。點評：以前老師比較習慣直接告訴學生如何去做，使學生沿著老師指定的方向“輕松”前進，自然而然地養(yǎng)成了“飯來張口”的惰性，缺乏思考的積極性、主動性，雖然這兒不是重點，但可以順便培養(yǎng)學生動腦思考的好習慣。2、引導學生熟練地擺好器材，進行合理、準確地操作，得到一條點跡清晰的紙帶。教師活動：引導學生“三思而后行”，注意實驗邏輯性、合理性及其相關注意事項，而確保準確，并巡視全場，對出現(xiàn)的問題予以及時糾正。學生活動：進行實驗操作，注意把實驗過程和已學過的“練習使用打點計時器”相對比，及時提出問題。點評：（1）在動手操作之前，可以讓學生先在頭腦中實驗，提前思考實驗順序和注意事項；保證操作地順利進行。 （2）和已學實驗進行對比，使學生很好地應用了比較法，且有助于加深記憶。 （3）對學生出現(xiàn)的問題，可拿出來讓全班同學參與解決，比如：“有的同學先松手，再開打點計時器電源，有的同學反之，哪種好？為什么？”這樣讓學生參與討論，調(diào)動學生思考的積極性和主動性。3、選擇紙帶，并選好計數(shù)點，計算各計數(shù)點的瞬時速度填入表格。教師活動：讓學生思考，面對打出的紙帶如何研究小車的運動？引導學生學會計算各點瞬時速度的方法和表格處理方法。學生活動：得到紙帶上點的速度就代表物體運動速度這個結論。用近似法計算各點瞬時速度，并填入表格，有待觀察。點評：（1）在“為什么要計算各點瞬時速度”這個問題，要讓學生自己思考分析，提高其分析問題的能力。 （2）各點瞬時速度的計算雖然是已學內(nèi)容，但牽扯到學生的計算能力及方法的理解，所以仍是一難點，不容忽視。4、由上述數(shù)據(jù)表格猜想出小車運動速度隨時間的變化規(guī)律：速度與時間成正比。教師活動：鼓勵學生大膽猜想，并一一列舉學生的各種想法，了解學生猜想的原因，進行總結與點評，糾正盲目的瞎想。學生活動：大膽猜想，回答猜想原因，闡述猜想思路。點評：（1）以上活動可以說是實驗的精華之一，是提高學生思維能力與探究能力的關鍵之舉。但應注意，猜想也有學問，要讓猜想盡可能正確，就得根據(jù)自己所學知識和自己積累的經(jīng)驗來尋找答案，否則正確的可能性就很小了。 （2）通過學生回答，可以掌握學生思維習慣，了解學生的內(nèi)心世界，可以達到知此知彼，對癥下藥。5、學生獨立尋找直觀地體現(xiàn)規(guī)律的方法：圖象法。教師活動：提出體現(xiàn)物理規(guī)律的兩種方法：1、公式法；2、圖象法，得出圖象法的直觀優(yōu)越性。學生活動：回答方法，并掌握圖象法的直觀優(yōu)越性。點評：（1）用圖象法來處理物理問題，探究物理規(guī)律，在物理學中是比較常用的，也是非常重要的。（2）此外，在這兒還培養(yǎng)了學生從優(yōu)選擇的習慣。6、掌握繪制圖象的一般方法：描點法。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制v-t圖象。教師活動：強調(diào)繪制圖象的方法，并提問引導描點法一般原則，強調(diào)作圖的精確性，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。學生活動：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和坐標紙大小先確定標度，再準確描點，并用平滑的曲線進行連接。點評：描點法是作圖的一種最基本的方法，最重點的兩點：一是準確性（標度要合適）， 二是要用平滑曲線連接（要讓盡可能多的點分布在線上，不在線上的點分布在兩側，離線較遠的點刪去）。最后還要注意美觀性（使圖象分布在坐標紙中央）。7、觀察計算機作圖，了解計算機作圖優(yōu)越性。教師活動：用Excel軟件演示作v-t圖。學生活動：認真觀察、體會并和手工作圖加以對比，爭取課下獨立完成。點評：學生每人一機可能有的學校條件不具備，但教師用機基本能實現(xiàn)，因此這兒作一演示，有計算機的學生課下可自行完成，對微機學習也是一個促進，沒有條件的學生也可以增強感觀認識，同時還能提高學生們興趣，增強學生們學習主動性。8、根據(jù)所作圖線來描述小車運動速度隨時間的規(guī)律。教師活動：根據(jù)學生不同回答來進行總結、引導。培養(yǎng)其規(guī)律總結能力，語言表達能力。學生活動：回答：小車速度隨時間逐漸增大；相同時間里，速度增量相同；成正比點評：這里答案不唯一，應鼓勵學生大膽表達，對正確的地方表揚，不合適的地方應 引導、糾正，這樣才能使學生加深印象，培養(yǎng)良好的思維習慣，提高創(chuàng)新意識、開闊思維。（三）課堂總結、點評這節(jié)課重點是對重物牽引下小車的運動進行探究，在探究過程中，涉及到了實驗的設計、操作以及作圖象的方法、原則，很好地提高了大家各方面的能力，同時又為后面學習這種勻變速運動打下了基礎。（四）實例探究關于瞬時速度的圖象與加速度的應用例1 在研究勻變速直線運動的實驗中，算出小車經(jīng)過各計數(shù)點瞬時速度如下計數(shù)點序號123456計數(shù)點對應的時刻（s）0.100.200.300.400.500.60通過計數(shù)點的速度（cms）44.062.081.0100.0110.0168.0為了計算加速度，合理的方法是（ ） A根據(jù)任意兩計數(shù)點的速度用公式算出加速度B根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出vt圖，量出其傾角，由公式a = tg求出加速度C根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出vt圖，由圖線上相距較遠的兩點所對應的速度、時間，用 公式算出加速度D依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度分析：方法A偶然誤差較大。方法D實際上也僅由始末兩個速度決定，偶然誤差也比較大，只有利用實驗數(shù)據(jù)畫出對應的vt圖，才可充分利用各次測量數(shù)據(jù)，減少偶然誤差。由于在物理圖象中，兩坐標軸的分度大小往往是不相等的，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)，可以畫出傾角不同的許多圖線，方法B是錯誤的。正確的方法是根據(jù)圖線找出不同時刻所對應的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法 C。答案C關于實驗的步驟例2在研究勻變速直線運動的實驗中，某同學操作以下實驗步驟，其中錯誤或遺漏 的步驟有（遺漏步驟可編上序號G、H ）A.拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處放開紙帶，再接通電源B.將打點計時器固定在平板上，并接好電路C.把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當重的鉤碼D.取下紙帶E.將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做勻速運動F. 將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序。解析：（1）問A中應先通電，再放紙帶。（2）D中取下紙帶前應先斷開電源。（3）補充步驟G：換上新紙帶，重復三次。步驟順序為：BFECADG教學體會思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。111