高一物理《探究小车速度随时间变化的规律》-教学设计、课后练习、学习任务单

第第页教学设计

课程基本信息课例编号学科物理年级高一学期秋季课题探究小车速度随时间的变化规律教科书书名：普通高中教科书物理必修第一册教学人员姓名单位授课教师指导教师教学目标教学目标：通过实验探究物体运动的速度随时间变化的规律，提升实验设计、处理信息、做出解释等科学探究方面的能力，为建构匀变速直线运动的模型奠定基础。描绘物体运动的v-t图像，并通过对拟合合成的图像观察、思考，找出物体速度变化的规律。经历探究小车速度随时间变化的规律，体会研究直线运动的一般思路。学习借助计算机软件绘制v-t图像，并选择适当的函数拟合数据，得到物体速度随时间的变化规律。教学重点：本节的重点是探究实验的设计与数据记录。教学难点：本节的难点是实验数据的分析。教学过程时间教学环节主要师生活动3实验思路实验设计引导要研究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律，你认为如何设计此实验？需要测量哪些物理量？选用什么器材？请你把自己研究的方案写出来，并和同学交流。？实验方案的要点：要研究小车速度随时间变化的规律，就要想办法测量小车在不同时刻的瞬时速度，而打点计时器具有此功能。把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，木板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳。小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。所用实验器材总结小车，一端带有滑轮的长木板，细绳，槽码；打点计时器，固定夹，电源，电键，导线，纸带。4进行实验实验步骤：（强调操作的规范）把小车停靠在靠近打点计时器的位置，连接电路，安装纸带，防止质量合适的槽码。接通电路，待打点计时器稳定以后松开小车，让小车带着纸带一起运动，打点计时器在纸带上打下一行小点，随机关闭电源。增减所挂的槽码，更换纸带，再做两次实验。用视频向学生展示实验过程。强调实验的注意事项：安装打点计时器时，要使打点计时器的限位孔沿长木板的纵轴中心线方向。摆放小车时，要使小车能沿木板中心线运动；纸带穿过限位孔后应该展平，以减小和限位孔的摩擦。3数据记录和处理复习和使用第一章所学速度测量的方法计算数据，包括计数点的选取，位移的计算，速度的计算，并结合图像说明。强调实验数据的有效数字。8数据分析基本的处理方法：（强调不同的分析方法，强调数学方法和物理概念的结合）表格定性分析。从数据上，可以比较直接看出小车的运动有什么规律？（速度越来越大，越来越快）。运动速度的变化有什么规律？（基本是均匀变化，但是会有一定误差）如何比较形象的看出小车速度的变化规律？（图像）图像分析。请同学们自己建立坐标系，对坐标轴进行合理标度，描出实验数据点，并分析数据点的分布有什么特点。从图像求小车运动的加速度。理解实验误差：数据点接近于在一条直线上，但是并不完全是，这是因为实验存在各种误差。如何在有误差的情况下找出“最合适”的直线？这跟直线的斜率和截距分别有什么物理意义？从三条纸带的共同规律，总结出小车速度随时间均匀变化的特点。借助计算机进行图像绘制计算机数据分析和处理是科学研究中的重要手段。介绍如何用计算机软件快速获得数据处理结果。通过计算机软件数据处理，让学生体验这种方式的便捷和准确，鼓励学生掌握这种方法，但是也要强调学生亲自动手绘制、拟合图像和寻找规律的研究方法和能力培养。2练习与思考课后练习第1题，用剪纸带然后拼贴的方法来得到运动的v-t图像，通过动画的演示和实验方法的讲解，帮助学生理解纸带信息的解读与v-t图像的物理意义。1小结上一章运动的描述的基础上，学习了如何运用实验探究的方法对小车的运动进行研究。复习了使用打点计时器测量速度的方法，并用它测量了小车运动的速度。用v-t图像分析了小车运动的特点和规律。通过这节课的学习，希望同学们理解和体会科学探究所用的实验与分析方法，为将来我们深入学习和研究更复杂的运动规律做好准备。课后练习

课程基本信息课例编号学科物理年级高一学期上学期课题探究小车速度随时间的变化规律教科书书名：普通中学教科书《物理》学生信息姓名学校班级学号课后练习使用电磁打点计时器时，应接（直流或交流）电源。打点计时器的打点间隔为_______s。根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算而测量的物理量是()A．时间间隔B．位移C．加速度D．平均速度在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中：（1）从下列器材中，选出实验所需的器材_______________________；为达到实验目的，还缺少___________________。①打点计时器；②天平；③低压直流电源；④细绳；⑤纸带；⑥小车；⑦钩码；⑧秒表；⑨一端有滑轮的长木板。（2）下列操作中正确的有_________。(填选项代号)A．通过调节，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上B．坐标轴单位长度越小越好C．开始前要先接通电源后松开纸带，打完点要先断开电源后取纸带D．槽码（或重物）的质量越大越好在实验“探究小车速度随时间变化的规律”中，我们采用的正确方法是：（）A.舍掉开头过于紧密的点，找一个适当的点当作计时起点。B.为了实验精确，选取纸带上第一个点作计时起点。C.每相邻计数点的时间间隔只能取0.1s。D.每相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定，可取0.02s、0.04s、…n×0.02s均可。光电计时器是一种常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行，先后两次通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别是t1＝5×10－2s、t2＝3×10－2s，从光电门1到光电门2所经历的总时间t＝0.15s，用分度值为1mm的刻度尺测量小滑块的长度d，示数如图乙所示。(1)读出滑块的长度d为_________cm。(2)滑块通过光电门的速度v1、v2分别为_______m/s、__________m/s。(3)滑块的加速度大小为___________。(计算结果保留两位小数)小明同学拉着穿过打点计时器的纸带的一端，向左运动，在纸带上打出了一系列的点，点迹分布如图所示，请你由此判断纸带的运动情况是（）A．先匀速直线运动后减速直线运动B．先加速直线运动后匀速直线运动C．先减速直线运动后加速直线运动D．先加速直线运动后减速直线运动课后练习解析和答案答案：交流，0.02。答案：AB答案：（1）①④⑤⑥⑦⑨，交流电源（2）AC解析：（1）打点计时器是一种计时仪器，所用电源为交流电，因此③⑧不用选，但实验还缺少低压交流电源，钩码的质量在实验中不用测量，因此②不用选。（2）实验中要调节滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上，可以减小摩擦，所以A对；要适当地选取坐标轴的单位长度使图象尽量分布在较大的坐标平面内，所以B错；开始前要先接通电源后松开纸带，打完点要先断开电源后取纸带，这样可以使实验效果更好，所以C对；钩码的质量要适中，不要太大也不要太小，以100g左右为宜，所以D错。答案：AD答案：（1）4.42（2）0.881.47（3）解析：（1）由图可知d＝8.42cm－4.00cm＝4.42cm。（2）通过光电门的速度v1＝eq\f(d,t1)＝0.88m/s，v2＝eq\f(d,t2)＝1.47m/s。（3）滑块的加速度a＝eq\f(v2－v1,t)＝eq\f(1.47－0.88,0.15)m/s2＝3.93m/s2。答案：D解析：从题目图中看出，相邻的计时点的距离先越来越大，后越来越小，所以小车先做加速运动后做减速运动。故D正确，ABC错误。学习任务单

课程基本信息课例编号学科物理年级高一学期上学期课题实验：探究小车速度随时间的变化规律教科书书名：普通中学教科书《物理》学生信息姓名学校班级学号学习目标目标一：会根据实验要求和实验仪器设计实验；经历实验过程，及时发现问题并做出调整目标二：会根据纸带求各点瞬时速度，设计表格并用表格处理数据目标三：会用v-t图像处理数据，分析运动的特点和规律课前学习任务学习任务一：复习旧知：问题1：瞬时速度的计算：各计数点的瞬时速度可用以该点为中间时刻的一段时间内的速度来代替，公式是。问题2：根据v-t图像分析运动特点：用描点法作出小车的v-t图像，根据图像的可判断小车的运动性质，利用其求出小车的加速度。学习任务二：阅读课本，列出所需器材，设计实验。课上学习任务【学习任务一】实验思路1.速度测量要研究小车速度随时间变化的规律，就必须要测量小车在多个时刻的速度，可以选用什么实验仪器来测量速度？2.其它实验器材：除小车和打点计时器以外，还需要哪些实验器材？3.实验装置图【学习任务二】进行实验实验操作，得到纸带。【学习任务三】数据记录