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设计1、地位、作用：本节所起的作用是，承上启下。（1）复习了上一章所学的实验技能：利用打点计时器测物体的速度。（2）将上一章的加速度概念，平稳过渡到这一章中研究匀变速直线运动的规律。 所以，该实验如果放到“匀变速直线运动的速度与时间的关系”之后，就会显 得不伦不类。（3）这节课不要求得出小车运动的速度时间关系式，也不要求建立匀变速直线运动 的概念。2、教学方式：（1）建议全体同学在实验室中，进行分组实验。（2）也可考虑多种形式并存。如：将全班同学分成三部分。一部分利用打点计时器 进行实验，一部分利用气垫导轨进行实验，一部
2、分利用频闪照相机进行实验。 而后，共同交流、评估。（3）本节课所提的问题，有些是本节课必须解决的，如果难度较大，可随时采取讨 论的形式。有些是提出疑问，引起思考的，可在课下进行或今后的章节中进行。【教学目标】一、知识与技能：1、知道实验目的，说出实验中各器材的作用，正确安装器材进行实验操作。2、会选择点迹清晰的纸带，标出合理的计数点，测量各计数点间的距离。3、会近似计算各测量点的瞬时速度。4、能建立标度合适的v-t坐标系，并能正确地描点、作图。5、能根据图象说出小车速度随时间变化的规律。6、能根据小车速度变化的情况预测图象的基本特点。二、过程与方法：1、经历设计实验的过程，领会实验设计的方法。
3、2、体验根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。3、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。4、通过实验探究过程，进一步熟练打点计时器的应用。三、情感、态度与价值观：1、通过对纸带的处理、实验数据的图象展现，培养实事求是的科学态度，能灵活地 运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识。2、在对实验数据的猜测过程中，提高合作探究能力。3、培养透过现象看本质、用不同方法表达同一规律的科学意识。4、通过了解史实培养顽强的意志和科学的方法观。5、经历伽利略对自由落体运动的研究过程，体验数学在研究物理问题中的重要性。 体会人类对客观世界发现的乐趣。【教学重点与难点】
4、一、教学重点：1、处理实验数据。2、用图象描绘物理规律。二、教学难点：1、通过纸带求瞬时速度。2、减少实验误差，使坐标系中的点尽可能在一条直线上。【教学设计】引入通过前面的学习，同学们知道了加速度可以体现速度的变化快慢。那么在这种情况下，物体的速度随时间的变化有什么规律吗？这节课，请同学们自己来研究！体会一下科学探究的乐趣。复习：1、先来复习一下加速度的概念吧！2、这节课的主角之一是打点计时器，还记得如何用它来测速度吗？新课教学一、提出问题：探究小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。引导：请同学们猜想一下，这个规律可能是什么呢？（教师应对学生的各种合理猜想表示肯定，甚至可同时罗列出来，等待
5、同学们自己得出正确结论。）二、猜想与假设：速度随时间线性递增。引导：如何通过实验寻找这个规律呢？具体应该怎样操作？（本节中的问题，如出现难度较大的情况，可让同学们采取讨论的方式得出答案。）三、设计实验：1、用打点计时器记录小车运动的位移随时间变化的情况。2、利用前面所学知识计算各点的瞬时速度，从而得出速度随时间变化的情况。好！哪位同学能够完整地叙述一下实验步骤？四、进行实验：1、根据课本P31的图2.1-1，将实验装置安装好。2、启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动。3、换上新纸带，重复操作两次。选择其中最为清晰的一条为纸带1。仅凭一条纸带，数据会不会显得不够充分呢？怎么办呢？4、增加所
6、挂钩码的质量，重复步骤2和步骤3，再次选择最为清晰的一条为纸带2。5、减少所挂钩码的质量，重复步骤2和步骤3，再次选择最为清晰的一条为纸带3。条件变化了，还能够说明同一问题吗？还记得如何计算纸带上某点瞬时速度的方法吗？你能自己设计一个实验表格吗？五、处理数据： 在纸带中选择合适的计时起点，每隔0.1s进行测量，计算出小车在几个时刻的瞬时速度，填入数据表格中。设：位置0与位置1的间距为x1，位置1与位置2的间距为x2，依此类推。t = 0.1s则：位置1的瞬时速度为，则第n点的瞬时速度为纸带1：位置编号012345678910时间ts00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0
7、两点间距xm瞬时速度vms-1纸带2：位置编号012345678910时间ts00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0两点间距xm瞬时速度vms-1纸带3：位置编号012345678910时间ts00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0两点间距xm瞬时速度vms-1数据显然很不直观，怎么办呢？（回忆上一章的做法：画v - t图象）t/svms-10六、分析与论证：1、以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系。根据表中的v、t数据， 在直角坐标系中描点。2、观察各点的分布规律，将其用光滑的线连接起来。3、发现：描述小车运动的v - t图象是一条倾斜的直线。你能用自己的语言描述小车运动的速度随时间变化的规律吗？小车运动的速度随着时间均匀增加。是一种线性的关系，可以想象其数学表达式为：y = kx + b，物理表达式为：v = kt + b截距b：开始计时时，小车的速度。斜率k：小车速度增加的快慢。钩码越重，小车速度增加得越快，直线斜率越大。（想到什么了？）这个结果，与你开始的猜想一致吗？有的同学，画出的图象与其他同学的差异较大，会是什么原因呢？七、评估：结果是否理想，什么原因？请两组同学互相交流，取长补短，改进实验方案。最终，各自写出实验探究报告。
