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1、第一節(jié) 實(shí)驗(yàn) 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 教案
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)
要求學(xué)生在學(xué)會(huì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理、測(cè)瞬時(shí)速度以及速度—時(shí)間圖象的基礎(chǔ)上,運(yùn)用這些知識(shí)和技能探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。體現(xiàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理和研究物理問題的方法,學(xué)習(xí)尋找規(guī)律的方法。
(2)儀器和器材
①附有滑輪的長(zhǎng)木板;②小車;③帶小鉤的細(xì)線;④25 g的鉤碼3個(gè),也可以用50 g的鉤碼?;蛴蒙匙雍托⊥按驺^碼,用彈簧秤或天平稱量⑤打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;⑥紙帶;⑦刻度尺;⑧學(xué)生電源、導(dǎo)線。
(3)注意事項(xiàng)
① 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶限位器要與長(zhǎng)木板縱軸位置對(duì)齊再固定在長(zhǎng)木板上,使紙帶、小車、拉線和定滑輪
2、在一條直線上。小車要選擇在木板上運(yùn)動(dòng)不跑偏或跑偏較小的車。
② 牽引小車的鉤碼以100 g以內(nèi)為宜。若用到150 g以上,則紙帶上打出的點(diǎn)數(shù)不能滿足以0.1 s為計(jì)數(shù)點(diǎn)取6組數(shù)值的要求。解決辦法:
用小沙桶替代鉤碼。沙桶及沙的質(zhì)量在40~100 g之間取三種不同質(zhì)量,可用托盤天平稱量沙桶和沙子。
若用50 g鉤碼,取至150 g時(shí)打出的紙帶計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔可減小至0.08 s或0.06 s,可以滿足6組以上數(shù)據(jù)的要求。
為防鉤碼落地?fù)p傷鉤碼,可在地面鋪泡沫塑料墊。小沙桶可選擇能裝100 g以上砂子的帶蓋塑料瓶。
③ 在小車后面安裝紙帶的方法如圖2-1所示。使小車運(yùn)動(dòng)時(shí)保持紙帶
3、與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器平面、木板平行,減少摩擦力影響。注意調(diào)整滑輪高度,使拉車的線與木板平行,減少拉力的變化。
④ 開啟電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后釋放小車,同時(shí)用一只手在定滑輪一端準(zhǔn)備接住小車,防止小車撞擊定滑輪,防止小車落地。即使安裝了防撞擋板,也要防止小車落地。關(guān)斷電源后再取紙帶,取下紙帶后,將所用鉤碼質(zhì)量標(biāo)注在紙帶上,并給紙帶編號(hào)。
⑤ 紙帶上的點(diǎn)先取零點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)再測(cè)距離。測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)不要用短刻度尺分別測(cè)量相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的長(zhǎng)度,最好用長(zhǎng)刻度尺對(duì)齊各計(jì)數(shù)點(diǎn)(不移動(dòng)尺子)讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間長(zhǎng)度值,避免測(cè)量誤差的積累。
⑥ 在坐標(biāo)紙上畫v-t圖象時(shí),注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取,使圖象分布在坐標(biāo)
4、平面的大部分面積。
(4)教學(xué)中的幾點(diǎn)考慮
① 復(fù)習(xí)前一章實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用方法和注意事項(xiàng),以及測(cè)量瞬時(shí)速度的方法。
② 打出紙帶后處理數(shù)據(jù),要讓學(xué)生討論課文中“舍掉開頭-些過(guò)于密集的點(diǎn)子,為了便于測(cè)量,找一個(gè)點(diǎn)當(dāng)做計(jì)時(shí)起點(diǎn)?!边@樣做的意義是什么。
③然后作出v-t圖象,引導(dǎo)學(xué)生討論,從作出的v-t圖象探究到什么樣的規(guī)律。
(5)小車在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)(示例)
50 g鉤碼
100 g鉤碼
說(shuō)明:長(zhǎng)木板平放在桌面上,同一小車
時(shí)間t/s
速度v1/(ms-1)
速度v2/(ms-1)
掛不同鉤碼的兩條速度—時(shí)間圖象
0.0
0.30
0.26
0.1
5、
0.45
0.53
0.2
0.60
0.80
0.3
0.74
1.06
0.4
0.89
1.34
0.5
1.03
1.47
① 引導(dǎo)學(xué)生思考與討論
② 有條件的學(xué)?;?qū)W生可以交一張計(jì)算機(jī)打印的數(shù)據(jù)和v-t圖象。
(6)用計(jì)算機(jī)繪制v-t圖象的教學(xué)
用Excel繪制圖象時(shí),注意課文中輸入數(shù)據(jù)時(shí)用了“依次”二字,在Excel工作簿中先輸入自變量時(shí)間,在相鄰—列中輸入對(duì)應(yīng)的速度值,輸入順序不對(duì),所畫的圖象也不對(duì)(課本圖2.2-3在Excel工作簿中輸入數(shù)據(jù)的屏幕圖)。具體做法如下:
打開Excel工作簿可以看到行和列,行號(hào)用1、2、3……表示;列號(hào)用A、
6、B、C……表示。將自變量時(shí)間的數(shù)值從某一單元格開始輸入,在同一列中將其他時(shí)間值一一輸入。在相鄰的右側(cè)一列中將速度值一一輸入,注意速度值要與時(shí)間值相對(duì)應(yīng)。也可以在同一行中依次輸入時(shí)間和速度,下一行中再次輸入第二組時(shí)間和速度,直至全部輸入完畢。用鼠標(biāo)選中這些數(shù)據(jù)。再用鼠標(biāo)左鍵單擊“圖表向?qū)А卑粹o,出現(xiàn)“圖表類型”窗口,選“散點(diǎn)圖”,選“確定”按鈕,彈出“圖表標(biāo)題輸入框”,輸入相應(yīng)的字符后選“下一步”按鈕,直到“完成”。出現(xiàn)由點(diǎn)組成的圖表,用鼠標(biāo)右鍵單擊繪圖區(qū)中任何一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),出現(xiàn)下拉式菜單,選“添加趨勢(shì)線”,彈出添加趨勢(shì)線窗口,選擇“線性”趨勢(shì);打開該窗口的“選項(xiàng)”卡,對(duì)其中“顯示公式”左側(cè)的小方
7、格用鼠標(biāo)左鍵單擊出現(xiàn)“√”號(hào)后,按“確定”。則圖表框中出現(xiàn)一條直線,這就是經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)做最佳“擬合”后的v-t圖象,并顯示出一個(gè)表明該圖象的函數(shù)式。
1 問題與練習(xí)
1.解答(1)15,16,18,19,21,23,24;
圖2-8
?。?)如圖2-8所示;
(3)可認(rèn)為是一條直線。
2.解答A做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為15 m/s;B做初速度為零,加速度為1.9 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng);C做初速度為4 m/s,加速度為0.67 m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),6 s時(shí)速度為0。
強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)方案的自我設(shè)計(jì)
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。在高中物理課程各個(gè)
8、模塊中都安排了一些典型的科學(xué)探究或物理實(shí)驗(yàn)。高中學(xué)生應(yīng)該在科學(xué)探究和物理實(shí)驗(yàn)中達(dá)到以下要求。
科學(xué)探究要素
對(duì)科學(xué)探究及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕疽?
提出問題
能發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題
從物理學(xué)的角度較明確地表述這些問題
認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的意義
猜想與假設(shè)
對(duì)解決問題的方式和問題的答案提出假設(shè)
對(duì)物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)
認(rèn)識(shí)猜想與假設(shè)的重要性
制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
知道實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵延袟l件,制定實(shí)驗(yàn)方案
嘗試選擇實(shí)驗(yàn)方法及所需要的裝置與器材
考慮實(shí)驗(yàn)的變量及其控制方法
認(rèn)識(shí)制定計(jì)劃的作用
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
用多種方式收集數(shù)據(jù)
按說(shuō)明書進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,會(huì)使用基本的實(shí)驗(yàn)儀器
如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),知道重復(fù)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的意義
具有安全操作的意識(shí)
認(rèn)識(shí)科學(xué)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重要性
分析與論證
對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理
嘗試根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出結(jié)論
對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋和描述
認(rèn)識(shí)在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行分析論證是很重要的
評(píng)估
嘗試分析假設(shè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果間的差異
注意探究活動(dòng)中未解決的矛盾,發(fā)現(xiàn)新的問題
吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),改進(jìn)探究方案
認(rèn)識(shí)評(píng)估的意義
交流與合作
能寫出實(shí)驗(yàn)探究報(bào)告
在合作中注意既堅(jiān)持原則又尊重他人
有合作精神
認(rèn)識(shí)交流與合作的重要性