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1、
第二章 勻變速直線運(yùn)動的研究
實(shí)驗(yàn):探究小車速度隨時間變化的規(guī)律
教學(xué)設(shè)計(jì)
科目
物理
課題
實(shí)驗(yàn):探究小車速度隨時間變化的規(guī)律
課時
1課時
教學(xué)目標(biāo)與
核心素養(yǎng)
一.知識與技能
1.能熟練的使用打點(diǎn)計(jì)時器;
2.可以根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并完成操作;
3.熟練處理紙帶,計(jì)算各點(diǎn)瞬時速度;
4.運(yùn)用表格法處理數(shù)據(jù);
5.會用v-t圖像處理數(shù)據(jù),觀察運(yùn)動規(guī)律;
6.掌握圖象的一般方法,并能用語音描述運(yùn)動的特點(diǎn)。
二.過程與方法
1.初步學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究某種規(guī)律的研究方法;
2.處理打出的紙帶,使用近似
2、的方法計(jì)算各點(diǎn)瞬時速度;
3.初步學(xué)會根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行猜測、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法;
4.認(rèn)識數(shù)學(xué)化繁為簡的工具作用,直觀地運(yùn)用物理圖像展現(xiàn)規(guī)律,驗(yàn)證規(guī)律。
三. 情感態(tài)度與價值觀
1. 通過對小車運(yùn)動的設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生積極主動思考問題的習(xí)慣,并學(xué)生思考的全面性、準(zhǔn)確性與邏輯性;
2. 通過對紙帶的處理,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖像展現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,能使學(xué)生靈活地使用科學(xué)方法來研究問題,解決問題,提高創(chuàng)新意識;
3. 在對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的猜測過程中,提升學(xué)生合作探究能力;
4. 在對現(xiàn)象規(guī)律的語言闡述中,提升了學(xué)生的語言表達(dá)能力,還體現(xiàn)了各學(xué)科之間的聯(lián)系,可引伸到各事物間的關(guān)聯(lián)性,使
3、自己融入社會。
教學(xué)重、
難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):1.運(yùn)用圖像法研究速度隨時間變化的規(guī)律;
2.對運(yùn)動物體的速度隨時間變化規(guī)律的探究。
教學(xué)難點(diǎn):1.對紙帶上各點(diǎn)瞬時速度的計(jì)算;
2.對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理以及規(guī)律的探究。
教學(xué)準(zhǔn)備
教具:小車、細(xì)繩、鉤碼、一端附有定滑輪的長木板、電磁打點(diǎn)計(jì)時器、低壓交流電源、導(dǎo)線若干、紙帶、刻度尺。
教
學(xué)
過
程
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計(jì)意圖
一. 導(dǎo)入新課:
物體的運(yùn)動通常是變化多端的,物體運(yùn)動規(guī)律是各不相同的,不同的運(yùn)動都有速度的變化
【教師
4、提出問題】怎么探索速度隨時間變化的規(guī)律?
要想知道速度隨時間變化的規(guī)律,必須知道物體在一系列不同時刻的速度。這節(jié)課我們通過探究小車在重物牽引下的運(yùn)動,來研究小車速度隨時間的變化規(guī)律。
二. 講授新課:
實(shí)驗(yàn)前引導(dǎo):
【讓學(xué)生猜想】小車的速度隨時間變化有幾種可能:
【讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】提示如何測量出不同時刻的物體運(yùn)動速度;最后確定打點(diǎn)計(jì)時器測速度。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
【教師提出問題】問題一:打點(diǎn)計(jì)時器結(jié)構(gòu)如何? 問題二:用打點(diǎn)計(jì)時器測小車的速度所需哪些實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟?
1.附有滑輪的長度板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點(diǎn)計(jì)時器固定在長木板上沒有滑輪的一端,
5、連接好電路。
2.用一條細(xì)繩栓住小車使細(xì)繩跨過滑輪,下邊掛上適量的鉤碼,讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器,并把紙帶的一端固定在小車的上面。
3.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時器處,接通電源后釋放小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動,打點(diǎn)計(jì)時器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)。換上新的紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。
【教師提出問題】本實(shí)驗(yàn)特別要注意哪些事項(xiàng)?
1.固定打點(diǎn)計(jì)時器時應(yīng)讓限位孔處在長木板的中央位置。
2.滑輪不能過高。
3.鉤碼數(shù)量不能過多,長木板兩端高低相差不能太大。
4.開始釋放小車時,應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器。
5.先接通電源,計(jì)時器工作后,再放開小車,當(dāng)小車停止運(yùn)動時及時斷開電源。
6.要防止鉤碼落地和小車跟滑
6、輪相撞,當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時用手按住它。
【教師提出問題】怎樣分析和選取紙帶上的點(diǎn)?
1、紙帶要選擇打出的點(diǎn)清晰的
2、舍掉開始過于密集的點(diǎn)
3、用每打5個點(diǎn)的時間為時間單位選取計(jì)數(shù)點(diǎn)
即T=0.02×5s=0.10s這樣既可方便計(jì)算,又可減少誤差。(也可取多個間隔為一個計(jì)數(shù)間隔時間要看具體情況靈活選定;原則上能取六、七個計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。)
參考表格一:
計(jì)數(shù)點(diǎn)編號
0
1
2
3
4
5
6
時間t(s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間
S01
S12
S23
S34
S45
S56
距離s(
7、m)
對應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)速度m/s
參考表格二:
計(jì)數(shù)點(diǎn)編號
0
1
2
3
4
5
6
時間t(s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0的距離s(m)
相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離S(m)
S01
S12
S23
S34
S45
S56
各計(jì)數(shù)點(diǎn)速度(m/s)
v1=
v2=
v3=
v4=
v5=
4、不要直接去測量兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離而是要測量出各個計(jì)數(shù)點(diǎn)
8、到計(jì)時零點(diǎn)的距離。
5、速度的計(jì)算方法:各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度是用計(jì)數(shù)點(diǎn)內(nèi)的平均速度來代替:
v1= v2=
【教師提出問題】如何直觀地表現(xiàn)速度隨時間的變化規(guī)律?
圖象法:運(yùn)用圖象來處理物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),這是一個難點(diǎn),作圖象時要標(biāo)明橫縱坐標(biāo)軸代表的物理意義,選擇合適的標(biāo)度,以各點(diǎn)瞬時速度為縱軸,時間 t為橫軸,根據(jù)所得數(shù)據(jù),描點(diǎn):觀察和思考點(diǎn)的分布規(guī)律。從點(diǎn)的分布可以有很大把握地說這些點(diǎn)應(yīng)該在一條直線上,用直線擬合,讓盡可能多的點(diǎn)處在直線上,不在直線上的點(diǎn)應(yīng)對稱地分布在直線兩側(cè)。
【教師提出問題】從圖上可以看出小車的速度隨時間怎樣變化?
從函數(shù)關(guān)系:v=kt+b
9、 v與 t線性關(guān)系。
三. 課堂練習(xí):
1、在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,下列哪些器材是本實(shí)驗(yàn)必須的?___
①打點(diǎn)計(jì)時器 ②天平 ③低壓直流電源 ④細(xì)繩 ⑤紙帶 ⑥小車 ⑦鉤碼 ⑧秒表 ⑨一端有滑輪的長木板
答案:( ① ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑨ )達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪€需器材是:(低壓交流電源 刻度尺)
2、在實(shí)驗(yàn)“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”中,我們采用的正確方法是:
A 舍掉開頭過于緊密的點(diǎn),找一個適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時起點(diǎn)。
B 、為了實(shí)驗(yàn)精確,選取紙帶上第一個點(diǎn)作計(jì)時起點(diǎn)
C 、每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔只能取0.1s。
D 、每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔可視打點(diǎn)密度而定
10、,可取0.02s 、0.04s 、…n×0.02s均可。
答案: A D
3、圖中給出了從0 點(diǎn)開始每5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶。0,1,2,3,4,5,6均為計(jì)數(shù)點(diǎn)。(每兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個點(diǎn)未畫出)。
那么①計(jì)時器在打出1,2,3等點(diǎn)時小車的速度分別為:
v1= cm/s ; v2= cm/s ;
v3= cm/s ; v4= cm/s ;
v5= cm/s
答案:v1=16. 50cm/s v2=21.40cm/s
v3=26.30cm/s v4=31.35cm/s
v5=36.30cm/s
11、
學(xué)生思考討論
變化先快后慢;先慢后快;均勻變化等。
讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并且總結(jié)實(shí)驗(yàn)思路
學(xué)生思考討論
學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟
熟記并理解實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)
掌握對紙帶的處理方法
掌握對紙帶上各點(diǎn)瞬時速度計(jì)算的公式方法
學(xué)生思考討論:通過圖像可以直觀地表現(xiàn)出速度隨時間的變化規(guī)律。
12、
學(xué)生思考討論,并回答線性關(guān)系。
學(xué)生練習(xí),熟練掌握速度隨時間變化的規(guī)律。
提出問題激發(fā)學(xué)生的好奇心,引起學(xué)生的興趣
通過探討交流培養(yǎng)學(xué)生的合作意識和表達(dá)能力
引導(dǎo)學(xué)生能以正確的實(shí)驗(yàn)順序完成實(shí)驗(yàn)。
對實(shí)驗(yàn)又進(jìn)一步的了解
引導(dǎo)學(xué)生采取合適的方法來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
掌握用計(jì)算較準(zhǔn)確的平均速度來代替某點(diǎn)的瞬時速度的方法
鞏固對本節(jié)課內(nèi)容的理解,加深對知識點(diǎn)的熟練應(yīng)用。
板書設(shè)計(jì)
§2.1實(shí)驗(yàn):探究小車速度隨時間變化的規(guī)律
一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
二、 實(shí)驗(yàn)原理
三、 實(shí)驗(yàn)儀器
四、 實(shí)驗(yàn)步驟
五、 數(shù)據(jù)處理
六、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
教學(xué)后記
個別學(xué)生對于本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理,尚不夠熟練。對于速度時間圖象的繪制也有一定的困難。