高中物理教案

高一物理教案：《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》教案五。

一位優(yōu)秀的教師不打無準備之仗，會提前做好準備，作為教師準備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學生更好地進入課堂環(huán)境中來，幫助教師能夠井然有序的進行教學。那么如何寫好我們的教案呢？為此，小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《高一物理教案：《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》教案五》，相信您能找到對自己有用的內(nèi)容。

高一物理教案：《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》教案五

重/難點

重點：

1．圖象法研究速度隨時間變化的規(guī)律。

2．對運動的速度隨時間變化規(guī)律的探究。

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。

重/難點分析

重點分析：作圖連線時不能用折線連，速度的實際變化應(yīng)該是比較平滑的，所以，要用一條平滑的曲線來“擬合”這些點，這樣曲線反映的規(guī)律應(yīng)該與實際情況更接近。如果一旦出現(xiàn)明顯偏離較大的點，我們可以認為是測量誤差過大、測量中出現(xiàn)偏差所造成的。可以將這個點視為無效點。但是這個點我們要仍然保留在坐標紙上，因為我們要尊重實驗事實，這畢竟是我們的第一手資料，是原始數(shù)據(jù)。

難點分析：測量包含某個所研究的點在內(nèi)的一段時間內(nèi)的位移△x，同時找出對應(yīng)的時間△t，根據(jù)v=Δx/Δt算出該點附近的平均速度，把它當作計時器打下這個點時的瞬時速度。利用圖像法求加速度時我們可以任意選兩個間隔較遠的點，找出它們的坐標值(注意這兩個點不能是我們表格中已測得的點)，然后再把的它們的坐標值代人到公式a=△v/△t =（）/（）中，求出加速度，就能更詳細地知道物體的運動情況。

突破策略

一、進行實驗

實驗過程參考提示：

1．把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端，連接好電路。

2．把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，啟動電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后立即關(guān)閉電源。

3．換上新紙帶，重復操作三次。

二、處理數(shù)據(jù)

我們可以選一個清晰的點作為計時的起點。還可以選擇計數(shù)點，建議在測量前每五個點選一個計數(shù)點。

在測量時，選好計時起點后，測量以后的各個計數(shù)點與這個計時起點的距離。

這樣做是每次都不需要挪動刻度尺，測出每兩個點間的距離，這樣能減少測量誤差。

測量包含某個所研究的點在內(nèi)的一段時間內(nèi)的位移△x，同時找出對應(yīng)的時間△t，根據(jù)v=Δx/Δt算出該點附近的平均速度，把它當作計時器打下這個點時的瞬時速度。

參考提示：

（1）選擇所打紙帶中最清晰的一條，舍掉開頭一些過于密集的點，找一個適當?shù)狞c當作計時起點。

（2）選擇相隔0.1 s，即中間空四個點的時間間隔的若干計數(shù)點進行測量，把數(shù)據(jù)填入表格。

（3）計算各點的瞬時速度，填人自己設(shè)計的表格中，可參考課本表格。

三.作出速度一時間圖象

有了原始數(shù)據(jù)，確定運動規(guī)律的最好辦法是作速度一時間圖象，這樣具體的運動規(guī)律才能更直觀地顯現(xiàn)出來。

以時間t為橫軸、速度v為縱軸，建立坐標系，把剛才所填表格中的各點在速度一時間坐標系中描出，要注意選擇合適的標度喲！要使圖象盡量分布在坐標平面的大部分面積。

不能用折線連，速度的實際變化應(yīng)該是比較平滑的，所以，要用一條平滑的曲線來“擬合”這些點，這樣曲線反映的規(guī)律應(yīng)該與實際情況更接近。

在連線時，還要注意使連線兩側(cè)的點數(shù)大致相同。如果出現(xiàn)了有一個點明顯偏離絕大部分點所在的直線．那該怎么辦呢?

如果一旦出現(xiàn)明顯偏離較大的點，我們可以認為是測量誤差過大、測量中出現(xiàn)偏差所造成的?？梢詫⑦@個點視為無效點。但是這個點我們要仍然保留在坐標紙上，因為我們要尊重實驗事實，這畢竟是我們的第一手資料，是原始數(shù)據(jù)。

教師在與學生交流的過程中體現(xiàn)科學探究要尊重實驗事實的嚴謹科學態(tài)度。

求加速度時如果貪圖方便取已測得的表格中的數(shù)據(jù)點來求加速度，那么我們就沒必要作圖了，直接從表格中找兩個數(shù)據(jù)代人公式算不就行了嗎?或者我們也根本不需要測那么多的數(shù)據(jù)，只測量兩組數(shù)就夠了。這樣就失去了作圖的意義。

我們求加速度的方法有兩個，一個是公式法，可以直接用兩組數(shù)據(jù)代入公式；另一個就是我們今天的圖象法。

我們可以任意選兩個間隔較遠的點，找出它們的坐標值(注意這兩個點不能是我們表格中已測得的點)。然后再把的它們的坐標值代人到公式a=△v/△t =（）/（）中，求出加速度，就能更詳細地知道物體的運動情況。

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)點瞬時速度如下表所示：

為了計算加速度，最合理的方法是…………………………………………( )

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v-t圖，量出其傾角，由公式a＝tanα求出加速度

C．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖，由圖線上相距較遠的兩點所對應(yīng)的速度、時間，用公式a=△v/△t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

解析：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(yīng)的v-t圖，才可充分利用各次測量數(shù)據(jù)，減小偶然誤差。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(yīng)的速度值，然后利用公式a=△v/△t算出加速度，即方法C。

突破反思

本節(jié)課我們主要是運用探究式學習的方式用打點計時器來測量小車的速度隨時間變化的規(guī)律。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(shè)計、操作以及作圖象的方法、原則，很好地提高了同學們各方面的能力，同時又為后面學習這種勻變速運動打下了基礎(chǔ)。

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探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律
一、學習目標:
1.進一步熟悉打點計時器的原理和使用方法。
2.學會使用打了點的紙帶研究物體的運動情況。
二、學習重點:
1.打點計時器的的使用。
2.紙帶上數(shù)據(jù)的處理。
學習難點：對紙帶的處理。
三、知識鏈接：
1．打點計時器原理
電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它的工作電壓是4～6V，電源
頻率是50Hz，它每隔0．02s打一次點。電火花計時器是利用火花放電在紙帶上打出
小孔而顯示出點跡的計時儀器，使用220V交流電壓，當電源頻率為50Hz時，它每
隔0．02s打一次點。
2．注意事項
①打點計時器在紙帶上應(yīng)打出輕重合適的小圓點，如遇到打出的是短橫線，應(yīng)
調(diào)整一下振針距復寫紙片的高度使之增大一點。
②使用計時器打點時，應(yīng)先接通電源，待打點計時器穩(wěn)定后，再釋放紙帶。
③釋放物體前，應(yīng)使物體停在靠近打點計時器的位置。
④使用電火花計時器時，應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之
間，使用電磁打點計時器時，應(yīng)讓紙帶通過限位孔，壓在復寫紙下面。
四、學習過程（實踐體驗20分鐘）
（一）、根據(jù)課本圖2。1—1思考并回答以下問題。
1．本實驗所需實驗器材是：
。2．實驗步驟
(1)把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，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)把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上臺適的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器并把它的一端固定在小車的后面。實驗裝置見圖。
(3)把小車放在處，先接通，放開，讓小車運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點。換上新紙帶，重復實驗三次。
3．數(shù)據(jù)處理
（1）從三條紙帶中選擇一條比較理想的使用，舍掉開頭的比較密集的點子，在后邊便于測量的地方找一個開始點，我們把每打五次點的時間作為時間的單位，也就是T=0．02×5=0．1s，在選好的開始點下面標明0，在第六點下面標明1，在第十一點下面標明2，在第十六點下面標明3……標明的點O，1，2，3……叫做記數(shù)點，兩個相鄰記數(shù)點間的距離分別是S1，S2，S3
(2)測出各段位移S1，S2，S3，……S6的長度，把測量結(jié)果填入課本表中。
(3)根據(jù)測量結(jié)果，計算出各計數(shù)點對應(yīng)的瞬時速度也填入課本的表中
思考：1、鉤碼的質(zhì)量適當大一些，還是可以不做要求，為什么？

2、在本實驗中，計算一下各連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)位移之差。從中你是否會發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？

（二）、作出速度—時間圖象

五、達標檢測:
1．電磁打點計時器是一種使用__________(交流?直流?)電源的________儀器，它的工作電壓是__________伏特。當電源頻率是50赫茲時，它每隔________s打一次點。
2．根據(jù)打點計時器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是()
A．時間間隔B．位移c．加速度D．平均速度。
3．關(guān)于計數(shù)點的下列說法中，哪些是正確的?()
A．用計數(shù)點進行測量計算，既方便，又可減小誤差：
B．相鄰計數(shù)點間的時間間隔戍是相等的；
C．相鄰計數(shù)點間的距離麻當是相等的；
D.計數(shù)點是從計時器打出的實際點中選出來，相鄰計數(shù)點間點痕的個數(shù)相等。
4．本實驗中，關(guān)于計數(shù)點間時間間隔的下列說法中正確的有()
A．每隔四個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點問的時間間隔為0．10秒；
B．每隔四個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔是O．08秒：
C．每隔五個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點問的時間間隔為0．08秒；
D．每隔五個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔為0．10秒：
E．每五個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔為0．08秒。
5．接通電源與讓紙帶(隨物體)開始運動，這兩個操作的時間關(guān)系應(yīng)當是：()
A．先接通電源，后釋放紙帶：B．先釋放紙帶，后接通電源；
C．釋放紙帶的同時接通電源；D．先接通電源或先釋放紙帶都可以。
6．當紙帶與運動物體連接時，打點計時器在紙帶上打出點痕，下列關(guān)于紙帶上的點痕說法中，哪些是正確的?
A．點痕記錄了物體運動的時間：
B，點痕記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移；
C．點在紙帶上的分布情況，反映了物體的質(zhì)量和形狀；
D．紙帶上點痕的分布情況，反映物體的運動情況。
7．打點計時器振針打點的周期，決定于：()
A．交流電壓的高低；B．交流電的頻率；
C．永久磁鐵的磁性強弱；D．振針與復寫紙的距離。
8．采取下列哪些措施，有利于減少紙帶受到摩擦而產(chǎn)生的誤差?()
A．改用直流6伏電源；B．電源電壓越低越好；
C．用平整的紙帶，不用皺折的紙帶；D．紙帶理順攤平，不讓它卷曲、歪斜。
8．如圖所示的四條紙帶，是某同學練習使用打點計時器得劍的紙帶的右端后通過打點計時器。從點痕的分布情況可以斷定：紙帶________是勻速通過打點計時器的，紙帶______是越走越快的，紙帶——是先越走越快，后來又越走越慢。
9．若所用電源頻率是50赫，圖中D紙帶，從A點通過計時器到B點通過計時器，歷時____s，位移為_______米，這段時間內(nèi)紙帶運動的平均速度是_____m／s。BC段的平均速度是_________m／s，而AD段的平均速度是_______m／s。
10．在研究勻變速直線運動的實驗中，打點計時器在紙帶上打出了一系列的點，其中a、b、c、d，e、f、g、h是連續(xù)的8個點。若選a點為第1計數(shù)點，將刻度尺的零刻度對準點a時，可測得ab=O．9cm，ac=2cm，ad=3．3cm，ae=4．8cm，水6．5cm，ag=8．4cm，ah=10．5cm，因為________，所以物體的運動是勻加速直線運動．若打點計時器每打相鄰兩點的時間間隔為O．02s，則b點的瞬時速度為________，g點的瞬時速度為_______，物體運動的加速度為_________。

高一物理上冊必修一《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》精品教案

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教學準備

教學目標

1.圖象法研究速度隨時間變化的規(guī)律.2.對運動的速度隨時間變化規(guī)律的探究。3.各點瞬時速度的計算.4.對實驗數(shù)據(jù)的處理、規(guī)律的探究.

教學重難點

教學重點：1.圖象法研究速度隨時間變化的規(guī)律.2.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.

教學工具

ppt課件

教學過程

一、回顧引入：

[討論與交流]

進行實驗前，讓學生先回顧上一章是怎樣使用打點計時器的，討論后回答.

生1：把打點計時器固定好，裝好紙帶.開啟電源，手水平地拉動紙帶，紙帶上就會打出一行小點.

生2：不，老師，他忘了及時關(guān)閉電源.

師：對，千萬別忘了及時關(guān)閉電源.這樣做的好處是什么?為什么要這樣做?

生3：為了節(jié)省電能，因為國家電力能源緊張.

生4：不，因為打點計時器是按間歇工作設(shè)計的，所以長期工作可能會因線圈發(fā)熱而損壞.這樣做是為了保護打點計時器.

師：物體的速度變化存在規(guī)律嗎?怎樣探索復雜運動蘊含的規(guī)律呢?

要想探究一個物體隨時間變化的規(guī)律，必須知道物體在一系列不同時刻的速度.直接測量瞬時速度是比較困難的，我們可以借助打點計時器先記錄物體在不同時刻的位置，再通過對紙帶的分析、計算得到各個時刻的瞬時速度.

讓學生自己設(shè)計好實驗，井口頭闡述相關(guān)實驗器材及步驟.

生：實驗中需要的器材應(yīng)該有：附有滑輪的長木板，小車，帶小鉤的細線，鉤碼，打點計時器，紙帶，刻度尺，學生電源，導線等.

生：我們是在鉤碼的牽引下讓小車運動的，為了研究小車的速度隨時間變化的規(guī)律，需要把打點計時器固定在長木板上.讓小車拖動紙帶運動，然后我們再研究所打紙帶上的點，從而得出小車的運動情況.

生：為了得到打點清晰、較好的紙帶，我們最好是多打幾條紙帶.

生：我們分別選兩個、三個、四個鉤碼來牽引小車，看小車的運動快慢情況，速度的變化情況.

教師及時評價學生的討論結(jié)果，適時指出不當之處，肯定學生的創(chuàng)新和正確的地方.

教師課件投影參考實驗過程.

投影展示的內(nèi)容

實驗過程參考提示：

1.把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端，連接好電路.

2.把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，啟動電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后立即關(guān)閉電源.

3.換上新紙帶，重復操作三次.

引導學生熟練地擺好器材，進行合理、準確的操作，得到一條點跡清晰的紙帶.學生進行實驗，老師巡回指導，引導學生“三思而后行”，注意實驗邏輯性、合理性及其相關(guān)注意事項，而且確保準確，并巡視全場，對出現(xiàn)的問題予以及時糾正.幫助實力較弱的小組實現(xiàn)實驗.

學生進行實驗操作，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;保證操作的順利進行.

(2)和已學實驗進行對比，使學生很好地應(yīng)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;有的同學則反之.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.

二、處理數(shù)據(jù)

師：我們通過打點計時器得到了若干條紙帶，采集了第一手資料，面對打出的紙帶如何研究小車的運動呢?接下來我們采集數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù).

學生討論怎樣選擇紙帶，如何測量數(shù)據(jù)，如何設(shè)計表格，填寫數(shù)據(jù).

[課堂交流]

生1：要選擇一條最清晰的紙帶.

生2：開始的幾個點不清晰，該怎么測啊!

生3：我建議舍去這幾個點算了.

生4：對啊，計時起點是人為選取的，我們可以找一清晰的點開始當作計時的起點.

教師及時評論學生的討論，肯定學生的成績.

師：我們可以選一個清晰的點作為計時的起點.還可以選擇計數(shù)點，建議你們在測量前每五個點選一個計數(shù)點.

學生實時測量，教師巡回指導，指出學生中出現(xiàn)的問題.

師：大家在測量時，我建議你們在選好計時起點后，測量以后的各個計數(shù)點與這個計時起點的距離.大家想想，這樣做，有什么好處?

生：我們是每兩個計數(shù)點間就測量一個數(shù)據(jù).這不是一樣嗎?

師：我說的就是你這種做法是合適的，大家就此討論.

生：他這樣做是每次都要挪動刻度尺，測出每兩個點間的距離，而我的做法與老師您說的一樣，我感覺這樣能減少測量誤差.

學生測量數(shù)據(jù)，記錄結(jié)果.

教師引導學生學會計算各點瞬時速度的方法和表格處理方法.

師：大家想想怎樣計算計數(shù)點的瞬時速度.

師：大家可以參考按他說的做，這在近似計算來看，還是個很好的方法。

學生算出各個計數(shù)點的瞬時速度，并填人自己設(shè)計的表格中.

教師課件投影參考提示：投影展示的內(nèi)容(接上次投影中的三條)

參考提示：

4.選擇所打紙帶中最清晰的一條，舍掉開頭一些過于密集的點，找一個適當?shù)狞c當作計時起點.

5.選擇相隔o.1s，即中間空四個點的時間間隔的若干計數(shù)點進行測量，把數(shù)據(jù)填入表格.

6.計算各點的瞬時速度，填人自己設(shè)計的表格中，可參考課本第34頁表格.

三.作出速度一時間圖象

師：有了原始數(shù)據(jù)，確定運動規(guī)律的最好辦法是作速度一時間圖象，這樣具體的運動規(guī)律才能更直觀地顯現(xiàn)出來.

[討論與交流]

學生回顧上一章中描畫手拉紙帶的速度一時間圖象的情景，討論如何在本次實驗中描點、連線.

生：以時間t為橫軸、速度v為縱軸，建立坐標系，把剛才所填表格中的各點在速度一時間坐標系中描出，

師：要注意選擇合適的標度喲!否則，作后看看你的圖與別人的有什么不同?(要使圖象盡量分布在坐標平面的大部分面積)

師：請同學們注意觀察和思考你所描畫的這些點的分布規(guī)律.

生1：我看描出的這些點都大致落在一條直線上。

生2：我們的也是.

師：我們是用折線連呢，還是怎樣連?

生：不能用折線連，速度的實際變化應(yīng)該是比較平滑的，所以，要用一條平滑的曲線來“擬合”這些點，這樣曲線反映的規(guī)律應(yīng)該與實際情況更接近.

師：在連線時，還要注意使連線兩側(cè)的點數(shù)大致相同.

學生連線，教師指導，隨時回答學生可能提出的問題.

生：我們這兒出現(xiàn)了有一個點明顯偏離絕大部分點所在的直線.那該怎么辦呢?

師：這個問題很典型，大家對此進行一下討論.

生：大概是那一瞬時小車的速度瞬時突變了.

生：我看小車的運動快慢還是比較均勻的，那一點的速度值可能是測量或計算出了問題.

師：如果一旦出現(xiàn)明顯偏離較大的點，我們可以認為是測量誤差過大、測量中出現(xiàn)偏差所造成的?？梢詫⑦@個點視為無效點。

生：那這個點我們就可以擦去不用了.

師：不是的，這個點我們要仍然保留在坐標紙上，因為我們要尊重實驗事實，這畢竟是我們的第一手資料，是原始數(shù)據(jù).

教師在與學生交流的過程中體現(xiàn)科學探究要尊重實驗事實的嚴謹科學態(tài)度。

[課堂交流]

師：下面我用計算機繪制速度一時間圖象，演示給大家看，大家有機會可以到微機室或家中電腦前親自體驗一下喲!

觀察計算機作圖，了解計算機作圖的優(yōu)越性.

教師用Excel軟件演示作v—t圖.

學生認真觀察、體會并和手工作圖加以對比，爭取課下獨立完成.

演示過程與方法：打開Excel工作簿可以看到行和列，行號用1、2、3……表示;列號用A、B、C……表示.將自變量時間的數(shù)值從某一單元格開始輸入，在同一列中將其他時間值一一輸入.在相鄰的右側(cè)一列中將速度值一一輸入，注意速度值要與時間值相對應(yīng).也可以在同一行中依次輸入時間和速度，下一行中再次輸入第二組時間和速度，直至全部輸入完畢.用鼠標選中這些數(shù)據(jù).再用鼠

標左鍵單擊“圖表向?qū)А卑粹o，出現(xiàn)“圖表類型”窗口，選“散點圖”，選“確定”按鈕，彈出“圖表標題輸入框”，輸入相應(yīng)的字符后選“下一步”按鈕，直到“完成”.出現(xiàn)由點組成的圖表，用鼠標右鍵單擊繪圖區(qū)中任何一個數(shù)據(jù)點，出現(xiàn)下拉式菜單，選“添加趨勢線”，彈出“添加趨勢線”窗口，選擇“線性”趨勢;打開該窗口的“選項”，對其中“顯示公式”左側(cè)的小方格用鼠標左鍵單擊出現(xiàn)“√”號后，按“確定”.則圖表框中出現(xiàn)一條直線，這就是經(jīng)過計算機做最佳“擬合”后的?！獔D象，并顯示出一個表明該圖象的函數(shù)式.

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，同時還能提高學生的興趣，增強學生學習的主動性.

[小結(jié)]

本節(jié)課我們主要是運用探究式學習的方式用打點計時器來測量小車的速度隨時間變化的規(guī)律.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(shè)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(chǔ).

高一物理上冊必修一《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》優(yōu)秀教案

高一物理上冊必修一《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》優(yōu)秀教案

教學準備

教學目標

知識與技能

1.根據(jù)相關(guān)實驗器材，設(shè)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.

過程與方法

1.初步學習根據(jù)實驗要求設(shè)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的瞬時速度.

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.

5.通過實驗探究過程，進一步熟練打點計時器的應(yīng)用，體驗瞬時速度的求解方法.

情感態(tài)度與價值觀

1.通過對小車運動的設(shè)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)了各學科之間的系，可引申到各事物間的關(guān)聯(lián)性，使自己融入社會.

5.通過經(jīng)歷實驗探索過程，體驗運動規(guī)律探索的方法.

教學重難點

教學重點

1.圖象法研究速度隨時間變化的規(guī)律.

2.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.

教學工具

多媒體、板書

教學過程

一、實驗?zāi)康?/p>

1.進一步練習使用打點計時器

2.利用v-t圖象處理數(shù)據(jù)，并據(jù)此判斷物體的運動性質(zhì)

3.能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)求加速度

二、實驗器材

打點計時器、一端附有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、交流電源.

三、實驗原理

1.利用打點計時器所打紙帶的信息，代入計算式

即用以n點為中心的一小段位移的平均速度代替n點的瞬時速度.

2.用描點法作出小車的v-t圖象，根據(jù)圖象的形狀判斷小車的運動性質(zhì).若所得圖象為一條傾斜直線則表明小車做勻變速直線運動.

3.利用v-t圖象求出小車的加速度.

四、實驗步驟

1.如圖所示，把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，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.把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面.

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.

4.換上新的紙帶，重復實驗兩次.

5.增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實驗.

五、數(shù)據(jù)處理

1.表格法

(1)從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個點，作為計數(shù)始點，以后依次每五個點取一個計數(shù)點，并標明0、1、2、3、4…測量各計數(shù)點到0點的距離x，并記錄填入表中，如圖所示.

(2)分別計算出與所求點相鄰的兩計數(shù)點之間的距離Δx1、Δx2、Δx3…

(3)計算平均速度，用平均速度代替相關(guān)計數(shù)點的瞬時速度，填入上面的表格中.

(4)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，分析速度隨時間怎么變化.

2.圖象法

(1)在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標系中描點.

(2)畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點忽略不計，如圖所示

((3)觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時間的變化規(guī)律.

(4)據(jù)所畫v-t圖象求出其斜率，就是小車運動的加速度.

六、誤差分析

1.木板的粗糙程度不同，摩擦不均勻.

2.根據(jù)紙帶測量的位移有誤差，從而計算出的瞬時速度有誤差.

3.作v-t圖象時單位選擇不合適或人為作圖不準確帶來誤差.

七、注意事項

1.開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器.

2.先接通電源，等打點穩(wěn)定后，再釋放小車.

3.打點完畢，立即斷開電源.

4.選取一條點跡清晰的紙帶，適當舍棄點密集部分，適當選取計數(shù)點(注意計數(shù)點與計時點的區(qū)別)，弄清楚所選的時間間隔T等于多少秒.

5.要防止鉤碼落地，避免小車跟滑輪相碰，當小車到達滑輪前及時用手按住.

6.要區(qū)分打點計時器打出的計時點和人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔4個點取一個計數(shù)點，即時間間隔為t=0.02×5s=0.1s.

7.在坐標紙上畫v-t圖象時，注意坐標軸單位長度的選取，應(yīng)使圖象盡量分布在較大的坐標平面內(nèi).

實驗探究一、實驗過程的理解

例：在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中，按照實驗進行的先后順序，將下述步驟的代號填在橫線上________.

A.把穿過打點計時器的紙帶固定在小車的后面

B.把打點計時器固定在長木板的沒有滑輪的一端，并連好電路

C.換上新的紙帶，再重復做兩次

D.把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面

E.使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動

F.把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，另一端吊著合適的鉤碼

G.斷開電源，取出紙帶

【答案】DBAFEGC

實驗探究二、實驗數(shù)據(jù)的處理

例：在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，如圖所示為記錄小車運動情況的一條紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s.

(1)計算D、C、B各點的瞬時速度，vD=________m/s，vC=________m/s，vB=________m/s.

(2)在如圖2-1-5所示坐標系中作出小車的v-t圖像，并根據(jù)圖像求出a=________.

【答案】(1)3.902.641.38

(2)圖12.6m/s2

實驗探究三、實驗的改進與創(chuàng)新

例：利用如圖所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度。一斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動。當一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t。改變光電門甲的位置進行多次測量，每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離s，記下相應(yīng)的t值;所得數(shù)據(jù)如下表所示。

完成下列填空和作圖：

(1)若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度vt、測量值s和t四個物理量之間所滿足的關(guān)系式是__________________________________

________________________________________________________________________;

(2)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在給出的坐標紙上畫出t(s)-t圖線;

(3)由所畫出的t(s)-t圖線，得出滑塊加速度的大小為a=________m/s2。(保留2位有效數(shù)字)

[答案](1)

(2)如圖所示

(3)2.0(在1.8～2.2范圍內(nèi)都可)

規(guī)律總結(jié)

1.實驗器材的創(chuàng)新[對應(yīng)題干部分]

(1)光電門與計時器相連可以測出遮光片通過光電門的時間Δt，由于Δt很短，從而可用Δt(d)求出滑塊通過光電門的瞬時速度。

(2)兩光電門同時與計時器相連，可測出滑塊在兩光電門間運動的時間。

(3)相對打點計時器，光電門對滑塊運動無影響，測量結(jié)果精度更高。出國留學網(wǎng)

2.實驗原理的創(chuàng)新

滑塊在斜面上做勻加速直線運動，因滑塊釋放位置固定，滑動經(jīng)過光電門乙的瞬時速度vt不變，故由光電門乙向上的逆運動為勻減速運動，

，結(jié)合此式可求加速度a。

3.數(shù)據(jù)處理方法的創(chuàng)新

本實驗利用“化曲為直”思想，將s-t的非線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為t(s)-t的線性關(guān)系，描點作圖，由圖線的斜率確定物體的加速度a。

另外，還可以從以下兩個方向創(chuàng)新：(1)若滑塊的初速度為零，位移與時間的關(guān)系式為

，則可作出s--t2的圖線，由k=

求出滑塊的加速度。(2)用光電門測出滑塊經(jīng)過光電門甲的時間Δt甲，由v甲=

計算出滑塊在光電門甲處的速度v甲，再由

都可確定滑塊在斜面上的加速度a。

課后小結(jié)

主要是運用探究式學習的方式用打點計時器來測量小車的速度隨時間變化的規(guī)律.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(shè)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(chǔ).

板書

2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

1.實驗?zāi)康?/p>

2.實驗原理

3.實驗器材

4.實驗步驟

5.處理數(shù)據(jù)

(1)用平均速度代替瞬時速度的方法得到各計數(shù)點的瞬時速度

(2)作圖象：描點連線作圖后，得到的圖象是一條傾斜的直線

6.誤差分析

7.實驗探究

實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律教案分析

實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律教案分析

知識與技能
1.根據(jù)相關(guān)實驗器材，設(shè)計實驗并熟練操作.
2.會應(yīng)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.
過程與方法
1.初步學會根據(jù)實驗要求設(shè)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的瞬時速度.
3.初步學會根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行猜想、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.
5.通過實驗探究過程，進一步熟練打點計時器的應(yīng)用，體驗瞬時速度的求解方法.
情感態(tài)度與價值觀
1.通過對小車運動的設(shè)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，可引申到各物體間的關(guān)聯(lián)性，使自己融入社會.
5.通過經(jīng)歷實驗探索過程，體驗運動規(guī)律探索的方法.
教學重點：
1、圖象法研究速度隨時間變化的規(guī)律
2、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)律的研究
教學過程
新課引入
物體的運動通常是比較復雜的。放眼所見，物體的運動規(guī)律各不相同。在生活中，人們跳遠助跑、水中嬉戲……在自然界了，雨滴下落，獵豹捕食，螞蟻搬家……這些運動中多有速度的變化。
物體的速度變化存在規(guī)律嗎？怎樣探索復雜運動蘊含的規(guī)律？怎樣探索復雜運動蘊含的規(guī)律呢？
要探究一個物體隨時間變化的規(guī)律，必須知道物體在不同時刻的速度。直接測量瞬時速度是比較困難的，我們可以借助打點計時器先記錄物體在不同時刻的位置，在通過對紙帶的分析，計算得到各個時刻的瞬時速度。
新課教學
一、進行實驗
1、步驟（略）
2、實驗注意問題
①開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器
②先接通電源，再釋放小車，當小車停止運動時應(yīng)及時關(guān)閉電源
③需防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞，當小車到達滑輪前及時用手按住它
④鉤碼個數(shù)適當，以免a過大點太少。應(yīng)以50cm的紙帶取得20~40個連續(xù)點為佳
二、數(shù)據(jù)分析
1、紙帶的選取和處理
①多條紙帶中選取一條點跡清晰且點跡排成直線的紙帶進行處理。
②舍掉開頭一段過于密集的，找一個適當?shù)狞c做計時起點，為了減少測量誤差和便于計算，每隔4個“計時點”選取一個“計數(shù)點”進行測時，相鄰計數(shù)點的時間間隔為0.1秒
③測量距離時從選取的計時起點到各個計數(shù)點的距離
提問：瞬時速度的計算方法
2、數(shù)據(jù)處理：用描點法做速度—時間圖象
①把各點的瞬時速度填入下表
位置編號
0
1
2
3
4
5
時間t/s
速度

②做v—t圖象
⑴建立坐標系，縱坐標軸為速度v，橫坐標軸為時間t
⑵對坐標軸進行適當分度，使測量結(jié)果差不多布滿坐標系
⑶描出測量點，應(yīng)盡可能清晰
⑷用一條光滑的曲線（直線）連接坐標系中的點
明顯偏離的點視為無效點，連線時應(yīng)使連線兩側(cè)的點分布大致相同
出示一組數(shù)據(jù)讓學生在黑板上描出圖象
⑸從最終結(jié)果看出小車的v—t圖象是一條傾斜的直線
三、對v—t圖象的認知
1、圖象的物理意義：反映了速度隨時間變化的規(guī)律不是物體運動的軌跡
2、可以從圖象上得到任一時刻的速度

四、例題分析
例1、為了計算加速度，最合理的方法是…………………………（）
A、根據(jù)任意兩計數(shù)點的速度公式算出加速度
B、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v—t圖，量出其傾角，由公式求出加速度
C、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v—t圖，由圖線上相距較遠的兩點對應(yīng)的速度、時間，由公式求出加速度
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
例2、一輛汽車關(guān)閉發(fā)動機后，以一定的初速度86km/h沖上一段傾斜的長直公路，每隔5s讀取一次汽車速度表的示數(shù)，記錄如下切做了響應(yīng)的單位換算：
時間t/s
0
5
10
15
20
25
30
速度v/（km/h）
86
81
76
70
65
59
54
速度v/（m/s）
23.4
22.5
21.1
19.4
18.1
16.4
15.0
由以上數(shù)據(jù)用描點法作出汽車速度與時間關(guān)系的圖線。
作業(yè)：書后習題1、2、3、4
5、如圖所示，是某質(zhì)點做直線運動的v—t圖象，請回答下列問題：

（1）盡可能詳細地描述質(zhì)點分別
在AB、BC、CD段的運動；
（2）質(zhì)點在2s末的速度多大？