1、实验:探究小车速度随时间变化的规律新课标要求(一)知识与技能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。4、巧用v-t图象处理数据,观察规律。5、掌握画图象的一般方法,并能用简洁语言进行阐述。(二)过程与方法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时速度。3、初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。4、认识数学化繁为简的工具作用,直观地运用物理图象展现规律,验证规律。(三)情感、态度与价值观1、通过对小车运动的设计,培养学生积极主动思考问题
2、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,实验数据的图象展现,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研究问题,解决问题,提高创新意识。3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力。4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。重 点: 难 点: 教学重点对运动的速度随时间变化规律的探究。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。教学方法教师启发、引导,学生自主实验,讨论、交流学习成果。教学地点:实验室教学过程(一)引入新课我们已经学习了用打点计
3、时器测定物体运动的速度。我们这节课再利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律。(二)进行新课1、让学生自己设计好实验,并口头阐述相关实验器材及步骤。教师活动:根据实验目的,研究物体运动的特点、规律。引导学生从具体实例开始,提出问题:如何设计小车在重物下的运动实验?学生活动:思考实验过程并流利地口头阐述实验,包括设计思想、实施步骤和操作过程。点评:以前老师比较习惯直接告诉学生如何去做,使学生沿着老师指定的方向“轻松”前进,自然而然地养成了“饭来张口”的惰性,缺乏思考的积极性、主动性,虽然这儿不是重点,但可以顺便培养学生动脑思考的好习惯。2、引导学生熟练地摆好器材,进行合理、准确地操作,得到一条
4、点迹清晰的纸带。教师活动:引导学生“三思而后行”,注意实验逻辑性、合理性及其相关注意事项,而确保准确,并巡视全场,对出现的问题予以及时纠正。学生活动:进行实验操作,注意把实验过程和已学过的“练习使用打点计时器”相对比,及时提出问题。点评:(1)在动手操作之前,可以让学生先在头脑中实验,提前思考实验顺序和注意事 项;保证操作地顺利进行。 (2)和已学实验进行对比,使学生很好地应用了比较法,且有助于加深记忆。 (3)对学生出现的问题,可拿出来让全班同学参与解决,比如:“有的同学先松手, 再开打点计时器电源,有的同学反之,哪种好?为什么?”这样让学生参与讨论,调动学生思考的积极性和主动性。3、选择纸
5、带,并选好计数点,计算各计数点的瞬时速度填入表格。教师活动:让学生思考,面对打出的纸带如何研究小车的运动?引导学生学会计算各点瞬时速度的方法和表格处理方法。学生活动:得到纸带上点的速度就代表物体运动速度这个结论。用近似法计算各点瞬时速度,并填入表格,有待观察。点评:(1)在“为什么要计算各点瞬时速度”这个问题,要让学生自己思考分析,提高其分析问题的能力。 (2)各点瞬时速度的计算虽然是已学内容,但牵扯到学生的计算能力及方法的理 解,所以仍是一难点,不容忽视。4、由上述数据表格猜想出小车运动速度随时间的变化规律:速度与时间成正比。教师活动:鼓励学生大胆猜想,并一一列举学生的各种想法,了解学生猜想
6、的原因,进行总结与点评,纠正盲目的瞎想。学生活动:大胆猜想,回答猜想原因,阐述猜想思路。点评:(1)以上活动可以说是实验的精华之一,是提高学生思维能力与探究能力的关键之举。但应注意,猜想也有学问,要让猜想尽可能正确,就得根据自己所学知识和自己积累的经验来寻找答案,否则正确的可能性就很小了。 (2)通过学生回答,可以掌握学生思维习惯,了解学生的内心世界,可以达到知此 知彼,对症下药。5、学生独立寻找直观地体现规律的方法:图象法。教师活动:提出体现物理规律的两种方法:1、公式法;2、图象法,得出图象法的直观优越性。学生活动:回答方法,并掌握图象法的直观优越性。点评:(1)用图象法来处理物理问题,探
7、究物理规律,在物理学中是比较常用的,也是 非常重要的。(2)此外,在这儿还培养了学生从优选择的习惯。6、掌握绘制图象的一般方法:描点法。根据实验数据绘制v-t图象。教师活动:强调绘制图象的方法,并提问引导描点法一般原则,强调作图的精确性,培养严谨的科学态度。学生活动:根据实验数据和坐标纸大小先确定标度,再准确描点,并用平滑的曲线进行连接。点评:描点法是作图的一种最基本的方法,最重点的两点:一是准确性(标度要合适), 二是要用平滑曲线连接(要让尽可能多的点分布在线上,不在线上的点分布在两侧,离线较远的点删去)。最后还要注意美观性(使图象分布在坐标纸中央)。7、观察计算机作图,了解计算机作图优越性
8、。教师活动:用Excel软件演示作v-t图。学生活动:认真观察、体会并和手工作图加以对比,争取课下独立完成。点评:学生每人一机可能有的学校条件不具备,但教师用机基本能实现,因此这儿作一演示,有计算机的学生课下可自行完成,对微机学习也是一个促进,没有条件的学生也可以增强感观认识,同时还能提高学生们兴趣,增强学生们学习主动性。8、根据所作图线来描述小车运动速度随时间的规律。教师活动:根据学生不同回答来进行总结、引导。培养其规律总结能力,语言表达能力。学生活动:回答:小车速度随时间逐渐增大;相同时间里,速度增量相同;成正比点评:这里答案不唯一,应鼓励学生大胆表达,对正确的地方表扬,不合适的地方应 引
9、导、纠正,这样才能使学生加深印象,培养良好的思维习惯,提高创新意识、开阔思维。(三)课堂总结、点评这节课重点是对重物牵引下小车的运动进行探究,在探究过程中,涉及到了实验的设计、操作以及作图象的方法、原则,很好地提高了大家各方面的能力,同时又为后面学习这种匀变速运动打下了基础。(四)实例探究关于瞬时速度的图象与加速度的应用例1 在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点瞬时速度如下计数点序号123456计数点对应的时刻(s)0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度(cms)44.062.081.0100.0110.0168.0为了计算加速度,合理的方法是( ) A
10、根据任意两计数点的速度用公式算出加速度B根据实验数据画出vt图,量出其倾角,由公式a = tg求出加速度C根据实验数据画出vt图,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间,用 公式算出加速度D依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度分析:方法A偶然误差较大。方法D实际上也仅由始末两个速度决定,偶然误差也比较大,只有利用实验数据画出对应的vt图,才可充分利用各次测量数据,减少偶然误差。由于在物理图象中,两坐标轴的分度大小往往是不相等的,根据同一组数据,可以画出倾角不同的许多图线,方法B是错误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值,然后利用公式算出加速度,即方法
11、C。答案C关于实验的步骤例2在研究匀变速直线运动的实验中,某同学操作以下实验步骤,其中错误或遗漏 的步骤有(遗漏步骤可编上序号G、H )A拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处放开纸带,再接通电源B将打点计时器固定在平板上,并接好电路C把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码D取下纸带E将平板一端抬高,轻推小车,使小车能在平板上做匀速运动F将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。解析:(1)问A中应先通电,再放纸带。(2)D中取下纸带前应先断开电源。(3)补充步骤G:换上新纸带,重复三次。步骤顺序为:BFECADG课余作业课后完成课本26页“问题与练习”中的习题。“问题与练习”(P13)参考答案1、(1)v(m/s):15 16.4 18.1 19.4 21.1 22.5 23.9(2)略(3)近似为一条直线。2、对a是以速度15m/s的速度在匀速运动;对b是从静止开始做匀加速运动a=1.75m/s2;对c则是以v0=4m/s做匀减速运动,加速度为a=2/3 m/s23、(1)略 (2)有道理 4、略教学体会