高一物理教案《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》 人教版必修1

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111教材分析與教學建議本節(jié)內容為探究實驗，目的是讓學生通過研究小車在重物牽引下運動的速度隨時間的變化的規(guī)律，經歷科學探究活動，學會實驗數據的處理方法。這節(jié)課的任務是測量小車的速度，做出小車的v-t圖像，初步分析小車的變化規(guī)律。教學目標：一、知識與技能1. 能熟練使用打點計時器。2. 會根據相關實驗器材，設計實驗并完成操作。3. 會處理紙帶求各點瞬時速度。4. 會設計表格并用表格處理數據。5. 會用v-t圖像處理數據，表示運動規(guī)律6. 掌握圖象的一般方法，并能用語音描述運動的特點。二、過程與方法1. 初步學習根據實驗要求，設計實驗，探究某種規(guī)律的研究方法。2. 經歷實驗過程，及時發(fā)現問題并做好調整。3. 初步學會根據實驗數據發(fā)現規(guī)律的探究方法。三、情感態(tài)度與價值觀：1. 體會實驗的設計思路，體會物理學的研究方法。2. 培養(yǎng)根據實驗結果作出分析判斷并得出結論。教學重點圖象法研究速度隨時間變化的規(guī)律。對運動的速度隨時間變化規(guī)律的探究。教學難點對實驗數據的處理規(guī)律的探究。教具準備學生電源、導線、打點計時器、小車、鉤碼、一端帶有滑輪的長木板、帶小鉤的細線、紙帶、刻度尺、坐標紙、實物投影儀課時安排課時設計思路在學生明確實驗目的和實驗原理的基礎上，設計探究的流程步驟：實驗處理數據作出速度時間圖象分析尋找小車的運動規(guī)律。教學過程教學基本流程教師提問得出結論教師講解實驗實驗集體討論【教師提出問題】探究目的：探究小車在重物牽引下的運動，研究小車速度隨時間的變化規(guī)律?！咀寣W生猜想】小車的速度隨時間變化有幾種可能：變化先快后慢；先慢后快；均勻變化等?？山Y合速度圖象描述猜想。【讓學生進行實驗設計】提示如何測量出不同時刻的物體運動速度；最后確定打點計時器測速度?！緦嶒灐繂栴}一：打點計時器結構如何？問題二：用打點計時器測小車的速度所需哪些實驗器材、實驗步驟？1、 步驟：（附有滑輪的長度板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。2、 用一條細繩栓住小車使細繩跨過滑輪，下邊掛上適量的鉤碼，讓紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端固定在小車的上面。3、 把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一列小點。換上新的紙帶，重復實驗三次。問題三：本實驗特別要注意哪些事項？ 固定打點計時器時應讓限位孔處在長木板的中央位置。 滑輪不能過高。 鉤碼數量不能過多，長木板兩端高低相差不能太大。4開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器。5先接通電源，計時器工作后，再放開小車，當小車停止運動時及時斷開電源。6要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當小車到達滑輪前及時用手按住它。【處理數據】問題四：怎樣分析和選取紙帶上的點？1、紙帶要選擇打出的點清晰的2、舍掉開始過于密集的點3、用每打5個點的時間為時間單位選取計數點即T0.025s0.10s這樣既可方便計算，又可減少誤差。（也可取多個間隔為一個計數間隔時間要看具體情況靈活選定；原則上能取六、七個計數點為宜。）參考表格一：參考表格一：計數點編號0123456時間t(s)00.10.20.30.40.50.6相鄰兩計數點間S01S12S23S34S45S56距離s(m)對應計數點速度m/s參考表格二：計數點編號0123456時間t(s)00.10.20.30.40.50.6各計數點到0的距離s(m)相鄰計數點的距離S(m)S01S12S23S34S45S56各計數點速度(m/s)v1=v2=v3=v4=v5=4、不要直接去測量兩個計數點的距離而是要測量出各個計數點到計時零點的距離。5、速度的計算方法：各計數點的瞬時速度是用計數點內的平均速度來代替：v1= v2=【畫速度時間圖象】問題六：如何處理計算出來的數據？圖象法：運用圖象來處理物理實驗數據，這是一個難點，作圖象時要標明橫縱坐標軸代表的物理意義，選擇合適的標度，以各點瞬時速度為縱軸，時間 t為橫軸，根據所得數據，描點：觀察和思考點的分布規(guī)律。從點的分布可以有很大把握地說這些點應該在一條直線上，用直線擬合，讓盡可能多的點處在直線上，不在直線上的點應對稱地分布在直線兩側。問題七：從圖上可以看出小車的速度隨時間怎樣變化？從函數關系：v=kt+b v與 t線性關系。小車的速度隨時間均勻增加（變化）小車做勻變速(a不變)的直線運動問題8：如何根據速度時間圖象（ vt圖象）求小車的加速度和初速度？取任意兩組數據求出v和t，然后代入vt求解。在vt圖象上取一段時間t（盡量取大一些），找出兩個時刻對應的坐標值求出v，代入vt求解。哪一種方法更好？（畫圖時讓不在直線上的點盡可能等量地分布在直線兩側，就是為了使偏大或偏小的誤差盡可能地抵消，所以圖象也是減小誤差的一種手段，也就是說應該用圖象上的點，而不是用實驗所得到的數據）【創(chuàng)新拓展】1、某同學用以下方法繪制的小車的v-t圖象，先把紙帶每隔0.1s 剪斷，得到若干短紙條，再把這些紙條并排貼在一張紙上，使這些紙條下端對齊，作為時間軸，標出時間，最后將紙條上端中心連起來，于是得到v-t圖象。請你按以上辦法繪制這個圖象。這樣做有道理嗎？說說你的看法。（剪下的紙條長度表示0.1秒時間內位移大小，可近似認為速度v=，紙條長度可認為表示速度。）2、某組同學實驗過程中將固定打點計時器一端的木板墊高，使木板有一傾斜角度，是否對實驗結果有影響？畫出的圖象有什么不同？（無；圖象與時間軸的夾角不同）【練習反饋】1、在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，下列哪些器材是本實驗必須的？打點計時器 天平 低壓直流電源 細繩 紙帶 小車 鉤碼 秒表 一端有滑輪的長木板（ ）達到實驗目的還需器材是：（低壓交流電源 刻度尺）2、在實驗“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”中，我們采用的正確方法是：A 舍掉開頭過于緊密的點，找一個適當的點當作計時起點。B 、為了實驗精確，選取紙帶上第一個點作計時起點 C 、每相鄰計數點的時間間隔只能取0.1s。D 、每相鄰計數點的時間間隔可視打點密度而定，可取0.02s 、0.04s 、n0.02s均可。( A D )3、圖中給出了從0 點開始每5個點取一個計數點的紙帶。0，1，2，3，4，5，6均為計數點。（每兩個計數點間有4個點未畫出）。S1S2S3S4S5S6S1=1.40cm S2=1.90cm S3=2.38cm S4=2.88cm S5=3.39cm S6=3.78cm那么計時器在打出1，2，3等點時小車的速度分別為：v1= cm/s ； v2= cm/s ； v3= cm/s ； v4= cm/s ； v5= cm/s 在坐標紙上畫出v-t 圖象 分析小車的速度隨時間變化的規(guī)律。參考答案：（ v1=16.50cm/s v2=21.40cm/s v3=26.30cm/s v4=31.35cm/s v5=36.30cm/s） (小車的速度隨時間均勻增加)。111