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111 1 實驗: 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 三維目標 知識與技能 1. 根據相關實驗器材,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. 會用表格法處理數據，并合理猜想。 4. 巧用v – t 圖象處理數據，觀察規(guī)律。 5. 掌握畫圖的一般方法，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． 初步學會根據實驗數據進行猜測、探究、發(fā)現規(guī)律的探究方法。 4． 認識數學化繁為簡的工具作用，直觀的運用物理圖象展現規(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、準確性和邏輯性。 2． 通過對紙帶的處理、實驗數據的圖象展現，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． 在對實驗數據的猜測過程中，提高學生合作探究能力。 4． 在對現象規(guī)律的語言闡述中，提高了學生的語言表達能力，還體現了各學科之間的聯系，可引申到個事物間的關聯性，使自己溶入社會。 5． 通過經歷實驗探究過程，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． 對實驗數據的處理、規(guī)律的探究。 教具準備 學生電源、導線、打點計時器、小車、4個25g的鉤碼、一端帶有滑輪的長木板、帶小鉤的線、紙帶、刻度尺、坐標紙、多媒體課件、計算機 課時安排 2課時 教學過程 [新課導入] （課件展示）下列語言表述提及的運動情景。 物體的運動通常是比較復雜的。放眼所見，物體的運動規(guī)律各不相同。在生活中，人們跳遠助跑、水中嬉戲、駕車行駛、高山滑雪；在自然界里，雨滴下落、鴿子飛翔、獵豹捕食、蝸牛爬行…這些運動中都有速度的變化。 物體的速度變化存在規(guī)律嗎？怎樣探索復雜運動蘊含的規(guī)律呢？要想探究一個物體隨時間變化的規(guī)律，必須知道物體在一系列不同時刻的速度，我們可以借助打點計時器先紀錄物體在不同時刻的位置，再通過紙帶的分析、計算得到各個時刻的瞬時速度。 [新課教學] 一、 進行試驗 進行實驗前，讓學生先回顧上一章是怎樣使用打點計時器的，談論后回答。 （把打點計時器固定好，裝好紙帶，開啟電源，手水平的拉動紙帶，紙帶上就會打出一行小點。做完之后干必電源。） 師：大家根據以前的經驗，閱讀課本第34頁“進行試驗”標題下的兩段文字后分組進行討論試驗方案。 實驗過程參考提示： 1． 把一端附有滑輪的長木板平放在試驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端，連結耗電元。 2． 把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，啟動電源，然后放開小車，讓小車托著紙帶運動，打完一條紙帶立即關閉電源。 3． 換上新紙帶，重復操作三次。 二、 處理數據 師：我們通過打點計時器得到了若干條紙帶，采集了第一手資料，面對打出的紙帶如何研究小車的運動呢？接下來我們采集數據，如何設計表格，填寫數據。 （課堂交流） 生1：要選擇一條最清晰的紙袋。 生2：開始的幾個點不清晰，該怎么測呀！ 生3：我建議舍去這幾個點。 生4：對呀，計時起點是人為選取的，我們可以找一個清晰的點開始當作計時的起點。 教師及時評論學生的討論，肯定學生的成績。 師：我們可以找一個清晰的點開始當作計時的起點。還可以選擇計數點，建議你們在測量前每五個點選一個計數點 學生實時測量，教師巡回指導，指出學生中出現的問題。 學生測量數據，記錄結果。 教師引導學生學會計算各點的瞬時速度。 師：大家想想該怎樣計算計數點的瞬時速度。 生：測量包含某個點在內的一段時間內的位移△x，同時找出對應的時間△t ，根據 算出該點附近的平均速度，把它當作計時器打下這個點時的瞬時速度。 生：我們這個小組是選了相鄰三個計數點間的間隔為研究對象，根據測量結果計算出這兩個0.1s 內的距離△x,把算出的平均速度近似當作這三個點中的中間點的瞬時速度。 參考提示： 1． 選擇所打紙帶中最清晰的一條舍去開頭過于密集的點，找一個適當的點當作計時起點。 2． 選擇相隔0.1s的若干計數點進行測量，把數據填入表格。 3． 計算各點的瞬時速度，填入自己設計的表格中，可參考課本第34頁表格。 三、 作出速度—時間圖象 有了原始數據，確定運動規(guī)律的最好方法是作出速度一時間圖象，這樣具體的運動規(guī)律才能更直觀的地顯現出來。 以時間t為橫軸，速度v為縱軸，建立坐標系，把剛才各點在坐標系中描出。 要注意標度的選取要適當。 請同學注意觀察和思考你所描畫的這些點的分布規(guī)律。 生1：我看描出的這些點大致落在一條直線上。 生2：我們也是。 師：我們是用折線連呢還是怎樣連？ 生：要用平滑的曲線來“擬和”這些點。 師：在連線時，要注意使連線兩側的點數大致相同。 學生連線，教師指導。 生：我們這有一個點明顯偏離大部分點所在的直線，該怎么處理？ 師：這是一個很典型的問題，大家對此先討論。 師：這一點我們可以認為是測量中出現偏差所造成的，可以視為無效點。 生：那這個點我們可以擦去不用了，對嗎？ 師：不是的。這個點我們還要保留在坐標紙上，因為我們要尊重實驗事實。 課堂小結 本節(jié)我們主要是用探究式學習方式用打點計時器來測量小車的速度隨時間變化的規(guī)律，重點是對重物牽引下小車的運動進行探究，在探究過程中，涉及到了實驗的設計，操作以及作圖的方法、原則，很好的提高了大家各方面的能力，同時又為后面學習這種運動打下了基礎。 布置作業(yè) 教材36頁“問題與練習” 板書設計 1． 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 一、進行實驗 小車在重物作用下拖動紙帶運動，打點計時器在紙帶上打點 二、數據處理 用平均速度代替瞬時速度的方法得到各計數點的瞬時速度 三、作圖象 描點連線作圖后，得到的圖象是一條直線 111