物理①必修21《实验：探究小车速度随时间变化的规律》教案

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1、第二章匀变速直线运动的研究2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律【教学目标】一、知识目标1.根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。2.会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。3.会用表格法处理数据，并合理猜想。二、能力目标1.初步学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。2.对打出的纸带，会用近似的方法得出各点瞬吋速度。三、徳育目标1.通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。2.通过对纸带的处理，实验数据的图像展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来硏究问题，

2、解决问题，提高创新意识。3.在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作能力。【教学重点】对实验的设计数据的处理。【教学难点】1•各点瞬时速度的计算。2.对实验数据的处理、规律的探究。【课时安排】2课时【教学过程】一、导入新课物体的运动通常是比较复杂的。放眼所见，物体的运动规律各不相同。在生活中，人们跳远助跑、水屮嬉戏……在白然界了，雨滴下落，猎豹捕食，蚂蚁搬家……这些运动屮多有速度的变化。物体的速度变化存在规律吗？怎样探索复杂运动蕴含的规律？怎样探索复杂运动蕴含的规律呢？要探究一个物体速度随时间变化的规律，必须知道物体在不同时刻的速度。直接测虽瞬时

3、速度是比较困难的，我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，在通过对纸带的分析，计算得到各个时刻的瞬时速度。二、新课教学（一）进行实验【实验】问题一：打点计时器结构如何?问题二：用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤？步骤：1.附有滑轮的长度板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌血，把打点计时器固定在长木板上没有滑伦的一端，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。1.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

4、纸带上打下一列小点。换上新的纸带，重复实验三次。问题三：木实验特别要注意哪些事项？1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的屮央位置。2.滑轮不能过高。3.钩码数冕不能过多，长木板两端高低相差不能太人。4.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。5.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。6.要防止钩码落地和小车跟滑伦相撞，当小车到达滑伦前及时用手按住它。(二)处理数据问题四：怎样分析和选取纸带」:的点？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选取计数点即T=0.02x5s

5、=0.10s这样既可方便计算，又可减少误差。(也可取多个间隔为一个计数间隔吋I'可要看具体情况灵活选定；原则上能取六、七个计数点为宜。)参考表格一:计数点编号0123456吋间t(s)00.10.20.30.40.50.6相邻两计数点间SoiS12S23S34S45S56距离s(m)对应计数点速度m/s参考表格二:计数点编号0123456时间t(s)00.10.20.30.40.50.6各计数点到0的距离s(m)相邻计数点的距离S(m)S01S12S23S34S45S56各计数点速度(m/s)V1=V2=v3=V4=v5=4.不要直接去测量两个

6、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：$01+®2$】2+$23V1=~2Tv2=~2T(三)作出速度一时间图像问题六：如何处理计算出來的数据？图像法：运用图像来处理物理实验数据，这是一个难点，作图像时耍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，根据所得数据,描点：观察和思考点的分布规律。从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上,用肓线拟合，让尽可能多的点处在肓线上，不在肓线上的点应对称地分布在肓线两侧。问题七：从

7、图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？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。问题八：如何根据速度一时间图像（V—t图像）求小车的加速度和初速度？①収任意两组数据求出Av和At,然后代入Av/At求解。②在V—t图像上取一•段时间At（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出Z代入Zv/At求解。哪一种方法更好？（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏人或偏小的谋羌尽可能地抵消，所以图像也是减小谋差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）三、创新拓展1.某同学用以卞

8、方法绘制的小车的图像，先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条，再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条卜•端对齐，作为时间轴，标出时间，最后将纸条上