實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律-徐倫偉

物理人民教育出版社(必修一)第二章

普通高中課程標準實驗教科書第一節(jié)實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律教材圖2.1-1教材分析實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律是高中物理必修一第二章第一節(jié)的內容，意在培養(yǎng)學生實驗探究能力，通過實驗發(fā)現(xiàn)與掌握變速直線運動的速度與時間的關系，全章來看本節(jié)內容探究勻變速直線運動的速度與時間關系，是勻變速直線運動重要關系之一，本節(jié)內容以實驗探究的形式充分發(fā)揮學生主體作用，通過實驗解釋運動特點及規(guī)律，進一步熟練第一章中打點計時的使用及利用紙帶求解速度的方法（平均速度近似等于瞬時速度）。還可以可以很好的鍛煉學生的實驗技能，激發(fā)學習興趣。學情分析

打點計時器的實驗題，在歷年高考中出現(xiàn)的幾率非常高，紙帶上的數(shù)據(jù)的處理方法尤為重要。學生對紙帶上計時點，計數(shù)點認識不清等因素將極大的影響學生考試。而實驗的基本技能和實驗探究能力又是素質教育的重點，通過本節(jié)教學讓學生在探究實驗中逐步培養(yǎng)其能力。教學目標：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．

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聯(lián)性，使自己融入社會．

5．通過經歷實驗探索過程，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)律的探究．教學過程

引入新課：在前面的學習中，我們已經學習了在實驗室里如何使用打點計時器測量計算物體的速度，今天我們要用打點計時器研究小車在重物牽引下的運動，看看小車的速度是怎樣隨時間變化的。2.實驗原理：在時間間隔很短的情況下，某點的瞬時速度可用一段時間內的平均速度表示，計算出某些時刻的瞬時速度，作出小車運動的速度-時間圖象，判斷小車速度是否均勻變化。一、進行實驗

1、明確實驗目的

(1).鞏固打點計時器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理和測量瞬時速度的方法。

(2).通過實驗探究，體驗如何從實驗中獲取數(shù)據(jù)，學會利用圖象處理實驗數(shù)據(jù)的科學方法。

(3).分析小車在鉤碼牽引下速度隨時間變化的規(guī)律。3.實驗器材：

實驗小車、交流電源、刻度尺、細繩、帶滑輪長木板、導線、紙帶、復寫紙、鉤碼、打點計時器、坐標紙。互動探究4、實驗步驟：

（1）安裝儀器，連好電路（2）穿紙帶，固定打點計時器（3）啟動電源，釋放紙帶,關閉電源。（4）換新紙帶，重復做兩次互動探究5.注意事項（1）固定打點計時器時，應注意使兩限位孔和小車運動軌跡在同一直線上（原因？）（2）開始實驗:開始釋放小車時,應使小車靠近打點計時器(原因？)（3）實驗中：接通電源和釋放小車。

(4)打點結束后立即關閉電源。

(5)要防止鉤碼落地，避免小車跟滑輪相碰.二、處理數(shù)據(jù)1、紙帶的處理（1）測平均速度（2）測瞬時速度:平均速度→瞬時速度（如何測△x）△t

＝？△x

＝？互動探究0123△x0△x1△x2△x3位置編號?t/s?X/mv/(m·s-1)123454、求各點瞬時速度（平均速度→瞬時速度）互動探究3、處理數(shù)據(jù)教材圖表(1)選擇紙帶如何選擇一條合適的紙帶?開頭過于密集的點舍掉，從清楚的點開始(2)數(shù)據(jù)處理如何選擇測量點（計數(shù)點）?每隔五個間隔取一個計數(shù)點取六個點，標號0，1，2，3，4，5互動探究三、V-t圖象1、圖象特點：直觀2、作圖步驟（1）建系（2）描點（3）作圖注意!

1作圖時應把盡量多的點連在一條直線上,2不在線上的點應均勻的分布在線的兩側。t/s00.10.20.30.40.5v1/ms-116.5021.4026.3031.3536.3041.253、圖象舍去！描點連線作圖觀察v-t圖t/sv/(m.s-1)舍去！△v△t問題1圖線的特點？2小車的運動規(guī)律？3如何求加速度？實驗結論1、圖線為直線2、從圖線上可以可以求出每一時刻的速度3、從圖線上求出加速度，斜率k=△v/△t=a;a不變的直線運動叫做勻加速直線運動課后思考題問題與練習一個物體沿著直線運動，其v-t圖如圖所示，（1）它在1s末、4s末、7s末三個時刻的速度，哪個最大，哪個最?。浚?）它在1s末、4s末、7s末三個時刻的速度方向是否相同？（3）它在1s末、4s末、7s末三個時刻的加速度，哪個最大，哪個最??？（4）它在1s末、4s末、和7s末三個時刻的加速度方向是否相同？1v/m·s-10t/s4622DC8BA【典例】(實驗數(shù)據(jù)處理)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)在如圖所示坐標系中作出小車的v-ｔ圖象，并根據(jù)圖象求出a＝______。(3)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度是______，此速度的物理意義是______。【解析】(1)若時間較小，平均速度可以代替某點的瞬時速度。

D點的瞬時速度=390cm/s=3.9m/sC點的瞬時速度=264cm/s=2.64m/sB點的瞬時速度=138cm/s=1.38m/s(2)由(1)中數(shù)據(jù)作出小車的v-t圖象如圖所示，由圖線的斜率可求得它的平均加速度(3)將圖線延長后，與縱軸的交點的速度約是v=0.12m/s，它表示小車經過A點時的速度。課堂小結

用打點計時器來測量小車隨時間的變化規(guī)律，為后面學習勻變速直線運動打下基礎。相關典型問題回顧問題1：如何選擇一條合適的紙帶開頭過于密集的點舍掉，從清楚的點開始問題2：如何選擇測量點（計數(shù)點）每隔五個間隔取一個計數(shù)點取六個點，標號0，1，2，3，4，5問題3：如何來計算各測量點的瞬時速度平均速度→瞬時速度課后作業(yè)上交作業(yè)P33習題1；P33習題3家庭作業(yè)P33習題2、4預習第二節(jié)板書設計

實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律進行實驗-小車在重物