1.4 實驗：用打點計時器測量小車的速度 教學(xué)設(shè)計-2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期物理教科版（2019）必修第一冊

1.4實驗：用打點計時器測量小車的速度教學(xué)設(shè)計-2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期物理教科版（2019）必修第一冊一、教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是實驗：用打點計時器測量小車的速度。該實驗屬于高中物理教科版（2019）必修第一冊第一章第四節(jié)的內(nèi)容。在實驗中，學(xué)生將學(xué)習(xí)如何使用打點計時器來測量小車的速度。這個實驗與學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)的物理知識緊密相關(guān)，如速度的概念、勻速直線運(yùn)動的特點等。通過這個實驗，學(xué)生可以加深對速度概念的理解，并學(xué)會使用實驗工具來測量速度。同時，這個實驗也是后續(xù)學(xué)習(xí)加速度等知識的基礎(chǔ)，有助于學(xué)生構(gòu)建完整的物理知識體系。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實驗操作能力。通過實驗：用打點計時器測量小車的速度，學(xué)生將學(xué)習(xí)如何設(shè)計實驗、如何使用實驗工具、如何分析實驗數(shù)據(jù)等。這些能力對于學(xué)生的物理學(xué)習(xí)非常重要，有助于他們更好地理解和掌握物理知識。同時，這個實驗也有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力，這些都是學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分。通過這個實驗，學(xué)生將能夠更加深入地理解物理概念，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。三、教學(xué)難點與重點

1.教學(xué)重點

本節(jié)課的核心內(nèi)容是使用打點計時器測量小車的速度。學(xué)生需要掌握以下關(guān)鍵點：

（1）打點計時器的原理和操作方法：學(xué)生需要了解打點計時器的工作原理，能夠正確安裝和操作打點計時器。

（2）速度的計算方法：學(xué)生需要學(xué)會如何根據(jù)打點計時器記錄的點跡計算小車的速度，包括勻速直線運(yùn)動和加速度運(yùn)動的速度計算。

（3）實驗數(shù)據(jù)的處理和分析：學(xué)生需要能夠正確處理實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果，得出正確的結(jié)論。

2.教學(xué)難點

本節(jié)課的難點在于學(xué)生對打點計時器的原理和操作方法的掌握，以及速度計算方法的運(yùn)用。具體難點包括：

（1）打點計時器的原理：學(xué)生可能對打點計時器的工作原理不夠理解，難以掌握其基本原理。

（2）打點計時器的操作方法：學(xué)生可能在實際操作中出現(xiàn)錯誤，如打點間隔的設(shè)置、紙帶的固定等。

（3）速度的計算方法：學(xué)生可能對勻速直線運(yùn)動和加速度運(yùn)動的速度計算方法不夠熟練，難以準(zhǔn)確計算小車的速度。

（4）實驗數(shù)據(jù)的處理和分析：學(xué)生可能對實驗數(shù)據(jù)的處理和分析方法不夠熟悉，難以準(zhǔn)確得出實驗結(jié)果。

為幫助學(xué)生突破這些難點，教師可以采取以下教學(xué)方法：

（1）通過實物演示和視頻教學(xué)，幫助學(xué)生理解打點計時器的工作原理。

（2）通過實驗操作演示和分組實踐，幫助學(xué)生掌握打點計時器的操作方法。

（3）通過例題講解和練習(xí)題訓(xùn)練，幫助學(xué)生熟練掌握速度的計算方法。

（4）通過數(shù)據(jù)處理和分析的案例教學(xué)，幫助學(xué)生熟悉實驗數(shù)據(jù)的處理和分析方法。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備

1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的教材或?qū)W習(xí)資料。本節(jié)課的教材為高中物理教科版（2019）必修第一冊，學(xué)生需要提前預(yù)習(xí)教材中的相關(guān)內(nèi)容，以便更好地理解和掌握實驗：用打點計時器測量小車的速度。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源。這些資源可以幫助學(xué)生更好地理解打點計時器的工作原理和操作方法，以及如何計算小車的速度。例如，準(zhǔn)備一些打點計時器的工作原理圖、小車運(yùn)動的示意圖、速度計算的公式等。

3.實驗器材：如果涉及實驗，確保實驗器材的完整性和安全性。實驗器材包括打點計時器、小車、紙帶、滑輪等。教師需要提前檢查實驗器材是否齊全，確保器材的安全性，避免學(xué)生在實驗過程中發(fā)生意外。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，如分組討論區(qū)、實驗操作臺等。本節(jié)課需要進(jìn)行分組討論和實驗操作，因此需要將教室布置成適合小組合作和實驗操作的環(huán)境。例如，設(shè)置分組討論區(qū)，讓學(xué)生在討論區(qū)進(jìn)行小組討論和交流；設(shè)置實驗操作臺，讓學(xué)生在操作臺上進(jìn)行實驗操作。五、教學(xué)過程設(shè)計

1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引出本節(jié)課的主題。

過程：教師通過展示一些關(guān)于打點計時器和速度計算的實際應(yīng)用案例，如汽車速度的測量、運(yùn)動員速度的記錄等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后，教師簡要介紹本節(jié)課的主題：用打點計時器測量小車的速度，引出本節(jié)課的內(nèi)容。

2.打點計時器的原理和操作方法（10分鐘）

目標(biāo)：幫助學(xué)生理解打點計時器的工作原理，掌握其操作方法。

過程：教師通過實物演示和視頻教學(xué)，詳細(xì)介紹打點計時器的工作原理，如打點間隔的設(shè)置、紙帶的記錄等。然后，教師演示打點計時器的操作方法，讓學(xué)生觀看并跟隨操作。最后，教師進(jìn)行操作方法的講解和答疑。

3.速度的計算方法（20分鐘）

目標(biāo)：幫助學(xué)生掌握勻速直線運(yùn)動和加速度運(yùn)動的速度計算方法。

過程：教師通過例題講解和練習(xí)題訓(xùn)練，詳細(xì)介紹勻速直線運(yùn)動和加速度運(yùn)動的速度計算方法。教師先講解勻速直線運(yùn)動的速度計算方法，讓學(xué)生跟隨練習(xí)。然后，教師講解加速度運(yùn)動的速度計算方法，讓學(xué)生跟隨練習(xí)。教師在講解過程中進(jìn)行答疑和指導(dǎo)。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的小組合作能力和交流能力。

過程：教師將學(xué)生分成小組，每個小組選擇一個實驗題目，如小車運(yùn)動的勻速直線運(yùn)動或加速度運(yùn)動，進(jìn)行討論和實驗設(shè)計。小組成員之間進(jìn)行交流和合作，共同完成實驗設(shè)計。教師在討論過程中進(jìn)行指導(dǎo)和答疑。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力和評價能力。

過程：每個小組選擇一名代表，向全班展示他們設(shè)計的實驗方案。其他學(xué)生認(rèn)真傾聽，并在展示結(jié)束后進(jìn)行點評和討論。教師對學(xué)生的展示和點評進(jìn)行評價和指導(dǎo)。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：幫助學(xué)生鞏固本節(jié)課的知識點，總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

過程：教師對本節(jié)課的知識點進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)打點計時器的原理和操作方法，以及勻速直線運(yùn)動和加速度運(yùn)動的速度計算方法。然后，教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，總結(jié)學(xué)習(xí)收獲。最后，教師布置作業(yè)，讓學(xué)生鞏固本節(jié)課的知識點。六、知識點梳理

1.打點計時器的原理和操作方法

-打點計時器的工作原理：打點計時器通過電動機(jī)帶動紙帶運(yùn)動，每隔一定時間在紙帶上打一個點，從而記錄小車的運(yùn)動軌跡。

-打點間隔的設(shè)置：打點間隔的大小會影響小車運(yùn)動軌跡的記錄，需要根據(jù)實驗要求選擇合適的打點間隔。

-紙帶的固定：紙帶需要固定在小車下方，保證紙帶隨小車運(yùn)動而移動。

2.速度的計算方法

-勻速直線運(yùn)動的速度計算：勻速直線運(yùn)動的速度等于路程除以時間，即v=s/t。

-加速度運(yùn)動的速度計算：加速度運(yùn)動的速度計算需要考慮初速度、末速度和時間，即v=v0+at。

-平均速度的計算：平均速度等于總路程除以總時間，即v平均=s總/t總。

3.實驗數(shù)據(jù)的處理和分析

-實驗數(shù)據(jù)的記錄：在實驗過程中，需要準(zhǔn)確記錄打點計時器打出的點跡，以及小車的初速度、末速度等信息。

-實驗數(shù)據(jù)的處理：根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，計算出小車的速度、加速度等物理量。

-實驗數(shù)據(jù)的分析：通過分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論，驗證物理規(guī)律。

4.實驗操作注意事項

-打點計時器的安裝：確保打點計時器與電源連接穩(wěn)定，避免在實驗過程中出現(xiàn)斷電現(xiàn)象。

-紙帶的固定：確保紙帶在小車下方固定牢固，避免在實驗過程中紙帶脫落或移動。

-實驗操作的安全性：在實驗過程中，注意操作安全，避免小車失控造成安全事故。

5.實驗結(jié)果的驗證和討論

-實驗結(jié)果的驗證：通過實驗結(jié)果與物理規(guī)律的對比，驗證實驗結(jié)果的正確性。

-實驗結(jié)果的討論：對實驗結(jié)果進(jìn)行討論和分析，探討實驗過程中的誤差來源，提出改進(jìn)措施。七、教學(xué)反思與改進(jìn)

在完成本節(jié)課的教學(xué)后，我將進(jìn)行教學(xué)反思，以評估教學(xué)效果并識別需要改進(jìn)的地方。

首先，我將在課后與學(xué)生進(jìn)行交流，了解他們對本節(jié)課的掌握情況。我將詢問他們在實驗操作中的困難，以及他們對速度計算方法的理解。通過這些反饋，我可以了解學(xué)生對知識的掌握程度，以及他們在實驗操作中的具體問題。

其次，我將回顧課堂錄像，觀察學(xué)生的課堂表現(xiàn)，包括他們的參與度、提問情況以及他們對實驗操作的理解。這將幫助我了解學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)狀態(tài)，以及他們在實驗操作中的具體問題。

在評估了教學(xué)效果后，我將制定改進(jìn)措施，并在未來的教學(xué)中實施。例如，如果學(xué)生在實驗操作中遇到困難，我將提供更多的示范和指導(dǎo)，以確保他們能夠正確操作實驗器材。如果學(xué)生在速度計算方法的理解上存在問題，我將提供更多的練習(xí)題和實例，以幫助他們更好地理解和掌握計算方法。

此外，我還將在未來的教學(xué)中更加注重學(xué)生的參與和互動。我將鼓勵學(xué)生提問和發(fā)表意見，以確保他們能夠積極參與課堂討論和實驗操作。我還將在課堂中引入更多的討論和小組合作活動，以促進(jìn)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)和思考。八、課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測

課堂小結(jié)

在本節(jié)課中，我們學(xué)習(xí)了如何使用打點計時器測量小車的速度。首先，我們了解了打點計時器的原理和操作方法。打點計時器通過電動機(jī)帶動紙帶運(yùn)動，每隔一定時間在紙帶上打一個點，從而記錄小車的運(yùn)動軌跡。在實驗操作中，我們學(xué)習(xí)了如何正確安裝和操作打點計時器，包括打點間隔的設(shè)置和紙帶的固定。

其次，我們學(xué)習(xí)了速度的計算方法。在勻速直線運(yùn)動中，速度等于路程除以時間，即v=s/t。在加速度運(yùn)動中，速度計算需要考慮初速度、末速度和時間，即v=v0+at。我們還學(xué)習(xí)了平均速度的計算方法，即平均速度等于總路程除以總時間，即v平均=s總/t總。

此外，我們還學(xué)習(xí)了實驗數(shù)據(jù)的處理和分析。在實驗過程中，我們準(zhǔn)確記錄了打點計時器打出的點跡，以及小車的初速度、末速度等信息。根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，我們計算出小車的速度、加速度等物理量。通過分析實驗數(shù)據(jù)，我們得出實驗結(jié)論，驗證物理規(guī)律。

最后，我們進(jìn)行了實驗操作，親身體驗了使用打點計時器測量小車速度的過程。在實驗操作中，我們注意到了一些注意事項，如打點計時器的安裝、紙帶的固定以及實驗操作的安全性。

當(dāng)堂檢測

1.請簡述打點計時器的原理和操作方法。

2.請寫出勻速直線運(yùn)動和加速度運(yùn)動的速度計