人教版高中物理必修1第2章第1節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律教案

人教版高中物理必修1第2章第1節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律教案課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂弧⒄n程基本信息1.課程名稱：人教版高中物理必修1第2章第1節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中一年級(jí)

3.授課時(shí)間：2023年9月15日

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)二、核心素養(yǎng)目標(biāo)三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了初中物理中的基本運(yùn)動(dòng)學(xué)概念，如速度、加速度等，以及簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作技能。

2.學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)探究具有濃厚興趣，具備一定的觀察能力和動(dòng)手能力，喜歡通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論。他們?cè)趯W(xué)習(xí)風(fēng)格上可能偏好直觀、實(shí)踐性強(qiáng)的教學(xué)方式。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析能力較弱，對(duì)于抽象物理概念的理解可能不夠深入，以及在實(shí)驗(yàn)操作中可能因?yàn)椴僮鞑划?dāng)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。此外，學(xué)生可能對(duì)于如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、如何控制變量等方面存在疑問(wèn)。四、教學(xué)資源-物理必修1教材

-實(shí)驗(yàn)室小車及軌道

-計(jì)時(shí)器

-米尺

-數(shù)據(jù)記錄表格

-投影儀

-白板和馬克筆

-實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)

-多媒體教學(xué)軟件五、教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入新課

同學(xué)們，上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了速度和加速度的概念，那么在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中，物體的速度是如何變化的呢？今天我們就通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。

2.實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備

（1）請(qǐng)同學(xué)們檢查實(shí)驗(yàn)器材是否齊全，包括小車、軌道、計(jì)時(shí)器、米尺等。

（2）請(qǐng)同學(xué)們閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)，了解實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)。

3.實(shí)驗(yàn)操作

（1）將小車放置在軌道上，確保軌道水平。

（2）將計(jì)時(shí)器連接到電腦，打開(kāi)實(shí)驗(yàn)軟件。

（3）請(qǐng)一位同學(xué)操作計(jì)時(shí)器，另一位同學(xué)用米尺測(cè)量小車運(yùn)動(dòng)距離。

（4）在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，同時(shí)按下計(jì)時(shí)器和啟動(dòng)按鈕，記錄小車的起始位置。

（5）小車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后，每隔0.1秒記錄一次小車的位置。

（6）當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)到軌道末端時(shí)，停止實(shí)驗(yàn)，記錄小車停止位置。

4.數(shù)據(jù)處理與分析

（1）請(qǐng)同學(xué)們將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中，包括時(shí)間、小車位置等。

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算小車在不同時(shí)間段的位移和速度。

（3）將計(jì)算結(jié)果繪制成位移-時(shí)間圖和速度-時(shí)間圖。

5.探究全文側(cè)重點(diǎn)

（1）請(qǐng)同學(xué)們觀察位移-時(shí)間圖，分析小車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

（2）請(qǐng)同學(xué)們觀察速度-時(shí)間圖，分析小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。

（3）討論小車速度隨時(shí)間變化的原因，引導(dǎo)學(xué)生理解加速度的概念。

6.總結(jié)與講解

（1）請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。

（2）講解加速度的概念，以及加速度與速度變化的關(guān)系。

（3）通過(guò)實(shí)例，讓學(xué)生理解加速度在生活中的應(yīng)用。

7.鞏固練習(xí)

（1）請(qǐng)同學(xué)們完成以下練習(xí)題：

-已知小車在某段時(shí)間內(nèi)的位移和時(shí)間，求小車的速度。

-已知小車在某段時(shí)間內(nèi)的速度和時(shí)間，求小車的加速度。

（2）請(qǐng)同學(xué)們互相討論，分享解題過(guò)程和心得。

8.課堂小結(jié)

今天我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，學(xué)習(xí)了加速度的概念，并理解了加速度與速度變化的關(guān)系。希望同學(xué)們能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題中，不斷提高自己的物理素養(yǎng)。

9.課后作業(yè)

（1）整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)分析等。

（2）預(yù)習(xí)下一節(jié)課的內(nèi)容，了解物體在勻加速直線運(yùn)動(dòng)中的速度變化規(guī)律。

（3）完成課后練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果顯著，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.理論知識(shí)掌握：學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解速度、加速度等基本物理概念，并能夠運(yùn)用這些概念解釋物體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生能夠理解小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，并將這一規(guī)律與加速度的概念聯(lián)系起來(lái)。

2.實(shí)驗(yàn)技能提升：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中掌握了使用計(jì)時(shí)器、米尺等實(shí)驗(yàn)器材的技能，能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和處理。他們學(xué)會(huì)了如何記錄數(shù)據(jù)，如何繪制位移-時(shí)間圖和速度-時(shí)間圖，以及如何從圖中分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

3.分析與解決問(wèn)題的能力：學(xué)生在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行計(jì)算和分析，從而得出小車的速度和加速度。他們能夠通過(guò)圖表來(lái)直觀地觀察和理解速度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)，并能夠基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出合理的物理解釋。

4.科學(xué)思維的形成：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生能夠體驗(yàn)科學(xué)研究的全過(guò)程，包括提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果和得出結(jié)論。這種過(guò)程有助于學(xué)生形成科學(xué)的思維方式，培養(yǎng)他們探索未知世界的興趣和勇氣。

5.團(tuán)隊(duì)合作與交流能力的增強(qiáng)：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生需要與同伴合作完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，這要求他們學(xué)會(huì)分工、溝通和協(xié)作。在交流討論環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠表達(dá)自己的觀點(diǎn)，傾聽(tīng)他人的意見(jiàn)，并在討論中完善自己的理解。

6.應(yīng)用知識(shí)的能力：學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的物理知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題中，如計(jì)算物體在勻加速直線運(yùn)動(dòng)中的位移、速度和加速度等。他們也能夠理解加速度在日常生活中的應(yīng)用，如車輛加速、物體自由下落等。

7.自主學(xué)習(xí)能力：通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠自主查找相關(guān)資料，預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)課程內(nèi)容，提高了自主學(xué)習(xí)的能力。他們?cè)谡n后能夠獨(dú)立完成作業(yè)和練習(xí)題，進(jìn)一步鞏固和深化所學(xué)知識(shí)。七、課后作業(yè)1.作業(yè)題目：探究物體勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度變化

請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)課堂所學(xué)內(nèi)容，完成以下作業(yè)：

（1）一個(gè)物體從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知加速度為2m/s2，求物體在第3秒末的速度和位移。

（2）一輛汽車以10m/s的速度行駛，然后以2m/s2的加速度勻加速行駛了5秒，求汽車在這5秒內(nèi)的位移和末速度。

（3）一個(gè)小球從高度h自由落下，不計(jì)空氣阻力，求小球落地時(shí)的速度和落地所需時(shí)間。已知重力加速度為9.8m/s2。

（4）一個(gè)物體在水平地面上以5m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，然后受到一個(gè)向左的恒力作用，開(kāi)始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，已知減速度為3m/s2，求物體停止運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間和運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移。

（5）一個(gè)小車在水平軌道上以20m/s的速度行駛，然后開(kāi)始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，已知減速加速度為4m/s2，求小車減速到10m/s所需的位移。

作業(yè)答案：

（1）第3秒末的速度v=a*t=2m/s2*3s=6m/s

第3秒末的位移s=0.5*a*t2=0.5*2m/s2*(3s)2=9m

（2）5秒內(nèi)的位移s=v?*t+0.5*a*t2=10m/s*5s+0.5*2m/s2*(5s)2=62.5m

5秒末的速度v=v?+a*t=10m/s+2m/s2*5s=20m/s

（3）落地時(shí)的速度v=g*t

落地所需時(shí)間t=√(2*h/g)

落地時(shí)的速度v=g*√(2*h/g)=√(2*g*h)

其中h為小球的高度

（4）停止運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間t=v?/a=5m/s/3m/s2≈1.67s

運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移s=v?*t-0.5*a*t2=5m/s*1.67s-0.5*3m/s2*(1.67s)2≈4.17m

（5）減速到10m/s所需的位移s=(v?2-v2)/(2*a)=(20m/s2-10m/s2)/(2*4m/s2)=25m

請(qǐng)同學(xué)們?cè)谕瓿勺鳂I(yè)時(shí)，注意單位的統(tǒng)一和使用，以及公式的正確應(yīng)用。作業(yè)完成后，請(qǐng)仔細(xì)檢查，確保計(jì)算過(guò)程無(wú)誤。八、作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.根據(jù)課堂實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果，撰寫一篇實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析及結(jié)論。

2.完成以下計(jì)算題：

a)一個(gè)物體以5m/s的初速度開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為3m/s2，求物體在前4秒內(nèi)的位移和末速度。

b)一輛自行車以6m/s的速度行駛，然后開(kāi)始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，減速度為2m/s2，求自行車減速到停止所需的時(shí)間。

c)一個(gè)小球從10米高空自由落下，不計(jì)空氣阻力，求小球落地時(shí)的速度和落地時(shí)間。

d)一輛汽車從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)3秒后速度達(dá)到12m/s，求汽車的加速度和在這3秒內(nèi)的位移。

e)一個(gè)物體在水平地面上以8m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，受到一個(gè)向左的恒力作用，開(kāi)始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，減速到4m/s時(shí)，求物體的位移和減速過(guò)程中的加速度。

作業(yè)反饋：

1.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

-檢查實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否完整，包括所有必要的部分。

-關(guān)注實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性，以及數(shù)據(jù)分析的合理性。

-對(duì)報(bào)告中存在的任何邏輯錯(cuò)誤或理解偏差進(jìn)行指正，并給出改進(jìn)建議。

2.計(jì)算題：

-對(duì)每個(gè)學(xué)生的計(jì)算過(guò)程進(jìn)行檢查，確保公式使用正確，單位一致。

-對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行核對(duì)，指出任何計(jì)算錯(cuò)誤，并指導(dǎo)學(xué)生找出錯(cuò)誤的原因。

-對(duì)學(xué)生的解題思路和步驟進(jìn)行評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)他們使用合適的物理概念和方