高中物理人教版 (新课标)必修11 实验：探究小车速度随时间变化的规律教案

2.1《实验：探究小车速度随时间变化的规律》教学设计

【学习者分析】

①．本人所在学校属于省级示范学校，学生在初中就已经进行了很长时间的探究体验，因此他们有探究的基础，优点是思维活跃，善于观察、总结、提出并回答问题，不过还存在“眼高手低”的问题及实验器材问题。

②．新课程改革打破了以前的应试教育模式，教育教学过程中师生地位平等，充分贯彻以学生为本，坚持学生的主体地位，教师的主导地位。

③．本节课是一节科学探究课，呈现在学生面前的是现象，是问题，积极引导学生探究。

④．面对一些规律的探究，学生有浓厚的探究欲望，为其思维的发散提供了较大的空间。从另外一个角度讲，本节内容，数学运算，物理理论要求不高，适当地又降低了学习难度，选择探究式教学是最佳的途径。

探究式教学重视的是探究的过程和方法而不是结论，探究过程是产生创造思维的温床，过于重视结果可能会导致丧失探究热情，扼杀学生探究的欲望。

【教材分析】

本节内容为探究实验，目的是让学生通过研究小车在重物牵引下运动的速度随时间变化的规律，经历科学探究的活动，学会实验数据处理方法。这节课的任务是测量小车的速度，做出小车运动的V-t图像，初步分析小车速度变化的规律。要学生从实验研究中获取数据、做出图像、分析图像、寻找规律的科学思维方法。

【教学目标】

1.知识与技能：

（1）能熟练使用打点计时器。

（2）会根据相关实验器材，设计实验并完成操作。

（3）会处理纸带求各点瞬时速度。

（4）会设计表格并用表格处理数据。

（5）会用v-t图像处理数据，表示运动规律

（6）掌握图象的一般方法，并能用语音描述运动的特点。

2.过程与方法：

（1）初步学习根据实验要求，设计实验，探究某种规律的研究方法。

（2）经历实验过程，及时发现问题并做好调整。

（3）初步学会根据实验数据发现规律的探究方法。

3.情感态度与价值观：

（1）体会实验的设计思路，体会物理学的研究方法。

（2）培养根据实验结果作出分析判断并得出结论。

【重点难点】

（1）设计实验并完成操作，会处理纸带求各点瞬时速度。

（2）会设计表格并用表格处理数据，会用v-t图像处理数据，表示运动规律。

【设计思想】

通过测量小车的速度，做出小车运动的V-t图像，初步分析小车速度变化的规律来让学生从实验研究中获取数据、做出图像、分析图像、寻找规律的科学思维方法。使学生感受到图像的直观的美。

【教学环节】

【教师提出问题】探究目的：

探究小车在重物牵引下的运动，研究小车速度随时间的变化规律。

【让学生猜想】小车的速度随时间变化有几种可能：

变化先快后慢；先慢后快；均匀变化等。可结合速度图象描述猜想。

【让学生进行实验设计】提示如何测量出不同时刻的物体运动速度；最后确定打点计时器测速度。

【教师引导学生讨论】实验过程中注意事项：

1、开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。

2、先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。

3、要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。

【学生活动】实验过程：

1、  附有滑轮的长度板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。

2、  用一条细绳栓住小车使细绳跨过滑轮，下边挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的上面。

3、  把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。换上新的纸带，重复实验三次。

【学生活动】处理数据

【教师引导学生讨论】处理数据过程中注意事项：

1、纸带要选择打出的点清晰的

2、舍掉开始过于密集的点

3、用每打5个点的时间为时间单位

即T＝0.02×5s＝0.10s这样既可方便计算，又可减少误差。

参考表格一：

参考表格二：

4、不要直接去测量两个计数点的距离而是要测量出各个计数点到计时零点的距离。

5、速度的计算方法：各计数点的瞬时速度是用计数点内的平均速度来代替：

v1=          v2=

【学生活动】做出物体的速度——时间图象。

精讲：运用图象来处理物理实验数据，这是一个难点，作图象时要标明横纵坐标轴代表的物理意义，选择合适的标度，以各点瞬时速度为纵轴，时间 t为横轴，不在同一直线上的点尽量均匀分布在直线的两侧。

【学生活动】得出小车运动速度随时间变化的规律。

在第一章，我们学习了通过v-t图象计算加速度，你能利用所学知识去分析你作出的图像吗？

①（时间增加相同的△t,速度也会增加相同的△v）

②从函数关系：v=kt+b  v与 t线性关系。小车的速度随时间均匀增加（变化）小车做匀变速(a不变)的直线运动。

【练习反馈】

1、在探究小车速度随时间变化规律的实验中，下列哪些器材是本实验必须的？＿＿＿

①打点计时器 ②天平 ③低压直流电源 ④细绳 ⑤纸带 ⑥小车 ⑦钩码 ⑧秒表 ⑨一端有滑轮的长木板

（ ① ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑨ ）达到实验目的还需器材是：（低压交流电源 刻度尺）

2、在实验“探究小车速度随时间变化的规律”中，我们采用的正确方法是：

A 舍掉开头过于紧密的点，找一个适当的点当作计时起点。

B 、为了实验精确，选取纸带上第一个点作计时起点
    C 、每相邻计数点的时间间隔只能取0.1s。

D 、每相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定，可取0.02s 、0.04s 、…n×0.02s均可。( A D )

3、图中给出了从0 点开始每5个点取一个计数点的纸带。0，1，2，3，4，5，6均为计数点。（每两个计数点间有4个点未画出）。

S1=1.40cm  S2=1.90cm  S3=2.38cm  S4=2.88cm  S5=3.39cm  S6=3.78cm

那么①计时器在打出1，2，3等点时小车的速度分别为：

v1=     cm/s ； v2=     cm/s ； v3=     cm/s ； v4=     cm/s ； v5=     cm/s

    ②在坐标纸上画出v-t 图象

    ③分析小车的速度随时间变化的规律。

参考答案：

（ v1=16.50cm/s  v2=21.40cm/s  v3=26.30cm/s  v4=31.35cm/s  v5=36.30cm/s）

 (小车的速度随时间均匀增加)。

【作业】P33  

第2、3题

【板书设计】

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律

1、小车在重物牵引下的运动速度随时间变化有几种可能：

变化先快后慢；先慢后快；均匀变化等

2、实验

实验目的：小车速度随时间变化的规律

实验器材：

实验设计方案：见PPT

数据处理：

（1）列表

（2）计算：v1=          v2=

（3）作出v-t图像

【教学反思】

本节课依据学生的认知规律组织教学，引入新课从生活实例入手，设置悬念，提出问题，激发学生兴趣，增强学生的求知欲；在进行探究教学中注重实验过程，引导学生从两个实验的探究中加以归纳.