1、课题名称2.1实验:探究小车速度随时间变化规律课时数2课时课型问题生成、解决课课程标准学习目标1.知识与技能目标:根据相关实验器材,设计实验并熟练操作;会运用已学知识处理纸带,求出各点的瞬时速度;会用表格法处理数据,并合理猜想;巧用v-t图像处理数据,观察规律;掌握画运动图像的一般方法,并能用简洁的语言进行阐述;2.过程与方法目标:初步学习根据实验要求设计实验,完成对新规律的探究方法;对已经得到的纸带,会用近似的方法得出各点的瞬时速度;初步学会利用实验数据进行猜想、探究、验证、发现规律的探究方法;能直观地运用物理图像展现规律、验证规律;进一步在实验过程中体验打点计时器的使用,体验瞬时速度的求法
2、;3.情感态度与价值观目标:在实验的设计过程中体验并锻炼思考的全面性、准确性和逻辑性;在实验数据的猜测过程中提高学生的思维发散能力;重点难点重点:用图像法研究速度变化的规律;对运动的速度随时间变化规律的探究;难点:会计算各点的瞬时速度;对实验数据的处理及猜测探究过程;学习过程评价任务(内容、问题、试题)学习活动(方式、行为策略)一、 实验原理设计【问题1】在上一章中我们学会了利用打点计时器来测量纸带运动时候的速度,那么打点计时器能不能测量一辆小车在砝码带动运动时的速度?如果能,请大家设计一个实验,并通过该实验,探究改小车的运动速度随时间变化的规律。【问题2】实验中怎么利用砝码拉动小车运动?那么
3、还需要什么器材?【问题3】实验中怎样控制小车速度,以免因太快而撞击损毁小车?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。二、进行实验各组按照自己设计的实验步骤进行实验,并得到三条或以上的点迹清晰的纸带。【问题4】若实验中得到的纸带只有最末端附近有几个比较稀疏的点迹,试分析这是什么错误操作引起的?【问题5】若实验中得到的纸带不是清晰的点迹,而是一连串断断续续的虚线式点迹,试分析原因。实验过程:1、 附有滑轮的长度板平放在实验桌上,并使滑
4、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。三、实验数据处理【问题6】纸带上的点迹总是呈现出开始的点迹都是很密集的,是不是一定要以最开始的点为计时的起点?【问题7】如果即使是忽略开始的比较密集的点迹,我们还是得到的密集的点,又怎样处理这样的数据?【问题8】通过纸带上的点迹,如何得到所研究的点的瞬时速度?能用该方法计算始末点的瞬
5、时速度吗?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=【问题9】得到了各点瞬时速度后,除了利用教材page31的表格表示的方法,有没有更为合理,更为直观的反应速度随时间变化的方法?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个点的时间为计时单位。即T0.02s50.10s这样既可方便计算,又可减少误差。四、速度-时间图像的描绘【问题10】借鉴上一章中的位移-时间图像,本节中
6、怎么利用所得数据,描绘速度时间图像?【问题11】对于描点后画线过程中,有的点偏离了描绘的线迹,这些点怎么处理?【问题12】对于你组说描绘出的v-t图像,你能总结出小车是速度随时间是怎么样变化的?【问题13】如何利用图像求出小车运动的初速度和加速度?【问题14】某同学用以下方法绘制的小车的v-t图象,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,使这些纸条下端对齐,作为时间轴,标出时间,最后将纸条上端中心连起来,于是得到v-t图象。请你按以上办法绘制这个图象。这样做有道理吗?说说你的看法。【随堂练习】例1、为了计算加速度,最合理的方法是( )A、根据任意两计数点的速度
7、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对应的速度、时间,由公式求出加速度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教师预设问题:利用打点计时器探究小车的速度随时间的变化规律。学生积极讨论,合作解决:设计完整的探究实验(包括原理、器材、步骤、注意事项、数据处理等全部过程)。学生动手学生分组合作完成实验操作。注意纸带上要标记实验中使用的砝码数量。教师指导:教师巡视指导学生进行实验操作,并对学生的实验技能做针对性指导。适时适度帮助学生解决实验过程中的问题。学生根据设计的实验原理及数据处理方法,进行数据处理,期间可能会出现一些新问题,这个可以提出来供全班同学参与解决。教师在期间引导学生完成数据处理。教师引导学生了解图像表示物理规律的优势。此处提醒学生尊重实验数据,培养学生实事求是的科学精神。课后反思