《第1节匀变速直线运动的规律》教学设计(江苏省市级优课)-物理教案

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律赣榆县第一中学陈艳艳一、教材分析本章是在运动描述的基础上，进一步用实验的方法，探索匀变速直线运动的规律和特点，并结合公式、图象对匀变速直线运动进行研究。而本节课是个学生实验课，用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车的运动特点和规律。核心是引导学生实际研究小车在运动中速度随时间变化的规律，目的是让学生通过科学探究活动来完成。通过实验探索过程，体验运动规律探索的方法。让学生体验一种从实验研究中获取数据，作出图像，分析图像，寻找规律的科学思维方法和能力。二．学情分析学生在初中已经具备了较好的物理实验能力、分析问题能力、归纳实验现象的能力。在第一章学生刚学习利用打点计时器打下的纸带求物理瞬时速度的方法，这为本节课在方法上铺平了道路。根据以上情况，我设计教学目标和重难点如下：二、教学目标1、知识与技能目标（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。（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。2、过程与方法目标（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。3、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。四、教学重点：对运动的速度随时间变化规律的探究。五、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。六、实验器材准备一段带有定滑轮的长木板、电火花打点计时器、交流电源、纸带、小车、细绳、钩码3个、刻度尺、方格纸。七、教学方法实验探究、分析归纳、观察提问、讨论分析、练习巩固八、教学过程流程教师活动学生活动达到目标提问回顾引入思考：1.如何研究一个物体运动规律？2.如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器可以测得？学生思考并举手回答培养学生独立思考问题的能力激发学生学习的欲望和好奇心。回忆：1、打点计时器的类型、结构、工作原理？2、纸带能给我们提供哪些信息？3、通过测量或计算还能得到哪些信息？理解该问题学生思考并举手回答检查巩固已学过的知识点新课教学学习目标：1、用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间的变化规律。2、掌握判断物体运动规律。3.测定运动物体的加速度。明确课堂所要研究的任务激发学生学习的欲望和好奇心。实验器材：一段带有定滑轮的长木板、电火花打点计时器、交流电源、纸带、小车、细绳、钩码3个、刻度尺、方格纸。学生思考讨论本实验需要哪些器材以师生互动的方式培养学生思考的积极性和主动性实验步骤：⑴把附有滑轮的长木板放在实验桌上；将细绳绕过滑轮并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定，连接好电路。⑵将纸带穿过打点计时器，连在小车后面。在小车的另一端通过细绳挂上钩码。⑶先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源。⑷更换纸带，重复做三次。师生一起对问题进行初步的评价和筛选，设计出实验方案并进行实验探究。通过讨论交流培养学生的语言表达能力和实验组织能力。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，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源3.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它。4.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大学生根据第一章的学习，讨论交流实验注意事项。培养学生从简单现象得出简单结论的能力，同时由于学生已有知识，需要加强指导，培养深入分析归纳能力。实验操作学生进行实验时进行个别指导，使得后进生能完成实验进展。培养学生的动手操作能力分析纸带：

问题1：怎样分析和选取纸带上的点？分析总结：舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,若纸带上点与点之间的距离较小，每五个计时点取一个计数点,依次标号为0，1，2，3，4，5（间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）；问题2：如何计算出所取点的瞬时速度？分析总结(1)用求平均速度的方法来代替，如何代替？[选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置）Δx，找出对应的时间Δt，用Δx／Δt作为该点的瞬时速度]；(2)对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）(3)测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。学生观察纸带思考回答加强学生对计数点的时间间隔理解以及瞬时速度的求解回顾旧知学以致用检测学生对前面所学知识的理解与应用处理纸带：表格法研究物体速度随时间变化规律位置编号012345t/sX/mV/m·s–2总结：小车的瞬时速度随时间增大而增大。学生处理纸带数据算出各计数点的速度，并填入表格，分析物体运动变化的规律通过数据的处理培养学生分析解决问题的能力思考:小车的具体运动规律是什么?2.图像法研究物体速度随时间的变化规律①根据所得数据，选择合适的标度建立直角坐标系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）②根据所得数据描出各点的位置（描点法）,观察和思考各点的分布规律各点的分布大致都落在一条直线上，因此，我们可以推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。画直线时，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点.3.用计算机绘制v-t图像总结：通过图像分析发现小车的加速度保持不变，我们把加速度不变的直线运动称之为匀变速直线运动。学生思考问题，通过对比让学生理解图像法的重要性学生根据表格数据进行画图分析让学生了解现代教育技术在教学中的应用培养学生分析问题、解决问题的能力鼓励学生从物理现象和实验中归纳科学规律，并能书面或口头表达自己的观点，使学生认识到实验、分析，论证在科学探究中的重要性利用v-t图像求加速度：①取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入求解。②在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出Δt对应的Δv，代入求解。（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）画图的目的在于求出加速度，让学生明白图像分析法在我们的生活中有着很重要的作用对具体问题的分析过程的理解，有增强克服困难的信心和决心，体验战胜困难，解决物理问题时的喜悦理解与应用例1.在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作过程中有以下实验步骤：A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源；B．将打点计时器固定在长木板上，并连接好电路；C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着适当重的钩码，放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动；D．取下纸带；E．把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使附有定滑轮的一端伸出桌面；F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；G．换上新纸带，重复操作两次．(1)其中有错误的步骤是____________；应改正为____________________．(2)将改正后的步骤按合理的顺序写在横线上：步骤顺序为______________________．例2：在《探究小车的速度随时间变化的规律》的实验中，利用打点计时器打出了如图所示的一条纸带，其中1、2、3、4、5、6均为记数点，且相邻的两个计数点之间都还有4个点没有画出来，已知电源的频率为50Hz.现测得：s1＝1.40cm，s2＝1.90cm，s3＝2.40cm，s4＝2.90cm，s5＝3.40cm，s6＝3.90cm.(1)在打点计时器打出点2、3、4、5、6时，小车的速度分别为：v2＝________cm/s，v3＝________cm/s，v4＝________cm/s，v5＝________cm/s.(2)在右图中的坐标纸上作出速度—时间图象(从1开始计时)．(3)根据作出的速度—时间图象，求出小车的加速度为________m/s(取二位有效数字)．学生分析问题，解决问题。清楚分析问题的过程。通过具体问题的分析、求解，重在体验物理知识与应用有机结合在一起的乐趣，达到活学活用。同时检测学生对知识点的理解与掌握情况培养学生对科学的求知欲，使学生乐于探索日常生活中的物理学道理，勇于探究日常生活中的物理学原理。体验战胜困难，解决物理问题时的喜悦。小结和思考请学生谈谈本节课的收获。教师加以补充说明学生自己总结及时复习巩固，让知识系统化。完成学案上的“巩固与练习”九、板书设计2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律1．实验目的5.处理数据2.实验器材（1）表格法3.实验步骤（2）图像法4.注意事项6.实验结论附：2.1导学案2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律[学习目标]1.进一步练习使用打点计时器并会利用平均速度求瞬时速度.2.会利用vt图象处理实验数据.3.尝试用vt图象表示运动规律．【梳理点拨】1．实验原理：由纸带还可以间接测量瞬时速度，方法是以某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的表示这点的瞬时速度．2．实验器材：打点计时器、、纸带、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、、坐标纸．3．用vt图象表示小车的运动情况：以速度v为、时间t为建立直角坐标系，把小车不同时刻的速度进行，然后用(包括直线)连接这些点．想一想：若在描点作速度时间图象时，有个别点偏离大致位置较远，该怎么处理这些点？【理解深化】一、实验步骤1．如图211所示，把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路．2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面．3．把小车停在打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带，打点计时器就在纸带上打下一系列小点，随后立即关闭电源．4．换上新纸带，重复实验三次．二、数据处理1．表格法(1)从几条纸带选择一条点迹最清晰的．舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当作计时起点(0点)，每5个点(相隔0.1s)取一个计数点进行测量，如图212所示(相邻两点间还有四个点未画出)．标明0、1、2、3、4…，测量各计数点到0点的距离x，并记录填入表中．(2)分别计算出相邻的两计数点之间的距离x1、x2、x3….(3)计算得出各点的瞬时速度。(4)根据表格的数据，分析速度随时间怎么变化？2．图象法(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点画图。(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．(4)根据画出的vt图象求出小车运动的加速度a＝eq\f(Δv,Δt).【课堂反馈】例1在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作过程中有以下实验步骤：A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源；B．将打点计时器固定在长木板上，并连接好电路；C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着适当重的钩码，放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动；D．取下纸带；E．把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使附有定滑轮的一端伸出桌面；F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；G．换上新纸带，重复操作两次．(1)其中有错误的步骤是____________；应改正为____________________．(2)将改正后的步骤按合理的顺序写在横线上：步骤顺序为______________________．例2在《探究小车的速度随时间变化的规律》的实验中，利用打点计时器打出了如图所示的一条纸带，其中1、2、3、4、5、6均为记数点，且相邻的两个计数点之间都还有4个点没