第二章第一節(jié)實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

1、PAGE PAGE 51.探究小車速度隨時間變化的規(guī)律【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能根據(jù)相關(guān)實驗器材，設(shè)計實驗并熟練操作。學(xué)會運用已學(xué)知識處理紙帶，求各點的瞬時速度。會用表格法處理數(shù)據(jù)，并合理猜想。巧用vt圖像處理數(shù)據(jù)，觀察規(guī)律。掌握畫圖像的一般方法，并能用簡潔的語言進(jìn)行闡述。二、過程與方法1、初步學(xué)習(xí)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(xué)會根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行猜測、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的方法。4、認(rèn)識數(shù)學(xué)化繁為簡的工具作用，直觀運用物理圖像展現(xiàn)規(guī)律，驗證規(guī)律。5、通過實驗探究過程，進(jìn)一步熟練打點計時器的應(yīng)用，體驗瞬時速度的求解方法。三、

2、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(xué)生積極主動思考問題的習(xí)慣，并鍛煉思考問題的全面性、準(zhǔn)確性和邏輯性。2、通過紙帶的處理方法、實驗數(shù)據(jù)的圖像展現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度，能使學(xué)生靈活的運用科學(xué)方法來探究、解決問題、提高創(chuàng)新意識。3、在對現(xiàn)象規(guī)律的語言闡述中，提高學(xué)生的語言表達(dá)能力，還體現(xiàn)了各個學(xué)科之間的聯(lián)系，可引申到各事物的關(guān)聯(lián)性，使自己融入社會。4、通過經(jīng)過實驗探索過程，體驗運動規(guī)律的探索方法?！窘虒W(xué)重點】1、圖像法研究速度隨時間變化的規(guī)律。2、對運動物體的速度隨時間變化規(guī)律的探究?！窘虒W(xué)難點】各點的瞬時速度的計算。2、對實驗數(shù)據(jù)的處理、物理規(guī)律的探究?！窘虒W(xué)方法】 實驗探究

3、、啟發(fā)式教學(xué)【教具準(zhǔn)備】學(xué)生電源、導(dǎo)線、打點計時器、鉤碼、一端帶有滑輪的長木板、細(xì)線、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙【教學(xué)過程】(一)導(dǎo)入新課物體的運動通常是比較復(fù)雜的，物體的速度變化存在規(guī)律嗎？怎樣來探索復(fù)雜運動蘊含的規(guī)律呢？(二)新課教學(xué)我們用打點計時器研究小車在重物牽引下的運動,看看小車速度是怎樣隨時間變化的。一、進(jìn)行實驗先讓學(xué)生回顧上一章是怎樣使用打點計時器的讓學(xué)生自己設(shè)計好實驗，并口頭闡述相關(guān)實驗器材及步驟實驗過程參考提示：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模板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路。把一條細(xì)繩栓在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的砝碼，啟動

4、電源，然后釋放小車，讓小車拖動紙帶運動，打完一條紙帶后立即關(guān)閉電源。換上新紙帶，重復(fù)操作三次。引導(dǎo)學(xué)生熟練的擺放好實驗器材，進(jìn)行合理、準(zhǔn)確的操作，得到一條點跡清晰的 學(xué)生進(jìn)行實驗時，教師巡回指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生“三思而后行”，注意實驗的邏輯性、合理性及其相關(guān)的注意事項，確保準(zhǔn)確。巡視全場，對出現(xiàn)的問題給予及時的糾正，幫助實驗?zāi)芰Σ畹男〗M完成實驗。4、點評：在動手操作實驗之前，可以讓學(xué)生在頭腦中實驗，提前思考實驗順序和注意事項；保證實驗操作的順利進(jìn)行。和已學(xué)實驗進(jìn)行對比，使學(xué)生很好的應(yīng)用比較法，有助于加深記憶。對學(xué)生出現(xiàn)的問題，可以讓全班學(xué)生共同參與解決。比如：“有的同學(xué)先松手再接通電源打點；有的同學(xué)

5、則反之”哪種好？為什么？ 二、處理數(shù)據(jù)1、我們通過打點計時器得到了若干紙帶，采集了第一手的數(shù)據(jù)，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)。2、提出問題課堂交流：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)？3、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會計算各點的瞬時速度的方法和表格處理方法。4、處理數(shù)據(jù)參考提示：選擇所打紙帶中點跡最清晰的一條，舍棄開頭一些過于密集的點，找一個適當(dāng)?shù)狞c當(dāng)作計時起點。選擇相隔0.1s，即中間空四個點的時間間隔的若干計數(shù)點進(jìn)行測量，并把數(shù)據(jù)填入表格。計算各點的瞬時速度，填入自己設(shè)計的表格中，可參考課本第34頁表格。三、作出速度時間圖像（vt圖像）確定運動規(guī)律最好辦法

6、是作vt圖像，這樣能更好地顯現(xiàn)物體的運動規(guī)律。xyx1x2y2y10討論如何在本次實驗中描點、連線。（以時間t為橫軸，速度v為縱軸，建立坐標(biāo)系，選擇合適的標(biāo)度，把剛才所填表格中的各點在速度時間坐標(biāo)系中描出。注意觀察和思考你所描畫的這些點的分布規(guī)律，你會發(fā)現(xiàn)這些點大致落在同一條直線上，所以不能用折線連接，而用一根直線連接，還要注意連線兩側(cè)的點數(shù)要大致相同。）若出現(xiàn)了個別明顯偏離絕大部分點所在直線的點，該如何處理？（對于個別明顯偏離絕大部分點所在直線的點，我們可以認(rèn)為是測量誤差過大、是測量中出現(xiàn)差錯所致，將它視為無效點，但是在圖像當(dāng)中仍應(yīng)該保留，因為我們要尊重實驗事實，這畢竟是我們的第一手資料，是

7、原始數(shù)據(jù)。）怎樣根據(jù)所畫的vt圖像求加速度？(從所畫的圖像中取兩個點，找到它們的縱、橫坐標(biāo) （t1，v1）、（t2，v2），然后代入公式，求得加速度，也就是直線的斜率。在平面直角坐標(biāo)系中，直線的斜率) 四、實踐與拓展 例1、在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，得到一條記錄小車運動情況的紙帶，如圖所示。圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點的時間間隔為T0.1s。cmABCDE7.527.660.3105.6根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，計算B、C、D各點的數(shù)據(jù)，填入表中。在坐標(biāo)紙上作出小車的vt圖像。位置編號ABCDE時間t/s00.10.20.30.4瞬時速度v/(ms1)1.382.643

8、.900.200.10.30.412340.5解析：由紙帶表明的數(shù)據(jù)可以計算任意相鄰位置之間的位移，然后求紙帶上各點的速度和加速度。（1）由紙帶的標(biāo)注可以求出 勻變速直線運動物體在一段時間內(nèi)的平均速度等于該時刻的瞬時速度，所以 （2）在圖像上取合適的單位嚴(yán)格描點，這些點大致分布在一直線上，不能位于直線上的點要盡量對稱分布于直線兩側(cè)，得到小車的vt圖像。例2、汽車沿平直公路行駛，小明坐在駕駛員旁邊注視速度計，并記下間隔相等的各時刻的速度值，如下表所示：t/s05101520253035404550v/(kmh-1)20304050505050352050問：從表中數(shù)據(jù)得到汽車在各段時間內(nèi)的特點：

9、在015s內(nèi)，汽車的速度在變化，時間經(jīng)過每5s速度增大 10 km/h；在1530s內(nèi)汽車速度不變，速度大小為 50 km/h；在3545s內(nèi)汽車速度在變化，每5s速度減小 15 km/h。請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，畫出對應(yīng)的vt圖像。如果認(rèn)為在015s內(nèi)速度變化是均勻的，你能在圖像中找出汽車在7.5s時的速度值嗎？（能，35km/h）(四)小結(jié)本節(jié)課我們主要運用探究式學(xué)習(xí)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(jìn)行探究，在探究過程中，涉及到了實驗的設(shè)計、操作以及作圖像的方法、原則，很好地提高了大家各個方面的能力，同時又為后面學(xué)習(xí)這種勻變速運動打下了基礎(chǔ)?！静贾米鳂I(yè)】1、教材P36 “問題與練習(xí)”