2024-2025学年高中物理2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律教学设计新人教版必修第一册

第1节试验：探究小车速度随时间变更的规律课题2.1试验：探究小车速度随时间变更的规律教学内容分析本节教科书首先以“寻求一种运动的特点和规律，一般要先探讨某个具体事例”这一基本思路入手。然后基于探究的问题，在上一章驾驭了测量物体做直线运动速度方法的基础上，主要从试验思路、进行试验、数据记录、数据分析等方面层层深化，绽开探究过程。本节的重点是探究试验的设计与数据记录，难点是数据分析。学情分析本节课的授课对于高一这个阶段的学生已经具备了确定高度试验实力，数据分析实力，归纳总坚实力，而且在这节课之前学生已经学习过了打点计时器，学习了测量瞬时速度的方法，因此本节课对于学生来讲理解上并不难，较有难度的是试验的操作过程，要留意的事项以及数据分析方法。教学目标1.能建立加速度的概念，能从物理学的视角视察试验现象，并能正确分析小车运动的加速度。2.理解v-t图像的含义，能用试验数据描绘v-t图像，能依据图像分析速度随时间的变更特点以及加速度的特点。教学重难点1.进行试验，正确操作，记录数据，正确进行试验操作。（重点）2.分析数据，作出v-t图像，直观反应规律。（重点）3.分析数据，作出v-t图像。（难点）教学过程教学环节老师活动学生活动设计意图导入新课寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例起先。那么假如我们要探讨小车在重物牵引下的运动，看看小车的速度是怎样随时间变更的，我们应当怎样做呢？学生分组探讨问题并回答。为试验思路的设计做铺垫。讲授新课试验思路【复习与回顾】我们上一章第三节已经学习了如何测量纸带的平均速度和瞬时速度，你是否可以简要的说明一下以下问题：(1)打点计时器在运用的时候应当留意哪些问题？(2)如何选择纸带上的点？(3)如何测量纸带上计数点的瞬时速度？(4)如何做出v-t图像，v-t图像都告知了我们哪些信息？【思索与探讨】给你以下试验器材：你认为如何设计一个试验来探讨小车在重物牵引下速度随时间的变更规律？1.试验方案：2.利用打点计时器和纸带计算瞬时速度：用某段位移的平均速度表示中间点的瞬时速度。3.用v－t图像表示小车的运动状况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v－t图像，进而探究速度与时间的关系。二、进行试验1.如图所示，把附有滑轮的长木板放在试验桌上，并使滑轮伸出桌面，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.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的槽码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车后面。3.把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，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系列小点。4.换上新纸带，重复试验两次。5.增减所挂槽码，按以上步骤再做两次试验。三、数据记录【思路与探讨】(1)怎样选取合适的便于测量的纸带？(2)如何选择纸带上合适的计数点？(3)如何计算所选计数点的瞬时速度？1.纸带的选取与测量(1)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点。(2)每5个点(相隔0.1s)取1个计数点进行测量(如图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。(3)数据采集：量出各个计数点到计时零点的距离d1、d2、d3…2.不同计数点的瞬时速度计算(1)计算方法：利用第一章第3节所学方法得出各个计数点的瞬时速度，即：；；；；(2)数据记录【思路与探讨】(1)依据你的试验表格中的数据，说一说小车速度随时间变更有什么规律？(2)依据你的试验表格中的数据，你能不能求一下某段时间内的加速度？(3)你求得的不同时间段的加速度是多大呢？这个结果说明速度的变更是怎样的？(4)假如不计算加速度，用什么方法可以形象地看出小车速度随时间变更的规律呢？四、数据分析1.直观的方法：画出小车的v－t图像(1)依据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）(2)依据所得数据确定点的位置,视察和思索点的分布规律。(3)“拟合”图象：从点的分布可以有很大把握地说这些点应当在一条直线上，画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余匀整分布，去掉偏差太大的点2.用计算机绘制v－t图像【思路与探讨】(1)t=0时刻的速度等于零吗？为什么？(2)为什么画出的是一条直线？直线的斜率可以表示什么物理量？(3)若某个点明显偏离直线，可能是什么缘由及怎样处理？(4)从图上可以看出小车的速度随时间怎样变更？试验视频演示试验留意事项:1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中心位置。2．滑轮不能过高,细绳应与木板平行.3．小车应由紧靠打点计时器处起先释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。4．先接通电源，后让纸带运动。5．打点结束后马上关闭电源。五、课堂练习学生看问题回答依据老师所提问题，分组探讨问题。共享试验设计结果。设计方案完善各小组公布进一步完善的设计方案学生分组试验学生分组探讨、回顾与回答学生分组选择纸带学生分组测量数据学生分组计算数据学生数据收集整理学生分组探讨沟通共享学生分组探讨沟通共享学生记忆绘制图像要点学生借助收集的数据和电脑，将数据输入电脑自动拟合出v-t图像学生分组探讨共享学生观看视频学生记忆并驾驭试验的留意事项巩固已学学问内容为后续试验基本操作做准备培育学生独立的试验设计实力。考查学生对已学内容的迁移实力。培育学生团队协作实力。引导学生设计探究方案，通过试验仪器记录小车运动的位移、时间，从而求出瞬时速度，分析速度随时间的变更规律。培育学生的动手操作试验的实力复习上一章打点计时器的运用，为数据处理做铺垫。突破本节课的重点内容之一，如何利用纸带进行数据处理。培育学生对试验数据的处理实力通过对数据的分析，以四个问题的形式引导学生对匀变速运动特征的探究。第（4）个问题为通过v-t图像探讨匀变速运动做铺垫。强调如何正确运用数据做出v-t图像，突破本节课的其次个重点内容。培育学生的利用电脑处理数据的实力，拓展学生的处理数据的方式方法。引导学生通过v-t图像直观的发觉匀变速直线运动的特征，同时提示学生留意试验的微小环节，比如第一个问题。通过视频观看，规范试验操作