2024-2025学年高中物理 第2章 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律教学实录 新人教版必修1

2024-2025学年高中物理第2章1实验：探究小车速度随时间变化的规律教学实录新人教版必修1授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：探究小车速度随时间变化的规律

2.教学年级和班级：高中一年级全体学生

3.授课时间：2024年9月20日星期五下午第三节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.培养学生的科学探究能力，通过实验设计、数据收集和分析，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。

2.增强学生的科学思维，引导学生运用控制变量法、归纳推理等方法，形成科学探究的思维方式。

3.提升学生的科学态度与责任，让学生认识到实验在科学探究中的重要性，培养严谨求实的科学精神。教学难点与重点1.教学重点：

-理解小车速度随时间变化的规律，掌握匀速直线运动和匀加速直线运动的速度-时间图像。

-学会使用打点计时器测量时间间隔，并计算小车在不同时间点的速度。

-理解并应用位移-时间图像和速度-时间图像之间的关系，能够根据图像分析运动规律。

2.教学难点：

-正确操作打点计时器，确保打点均匀且清晰，这对于后续数据处理的准确性至关重要。

-在处理实验数据时，如何准确读取纸带上的点，并计算出小车在各个时间间隔内的位移和速度。

-分析速度-时间图像时，如何识别图像的斜率，并将其与加速度联系起来。

-理解图像中的曲线斜率变化所代表的物理意义，例如加速度的恒定与变化。

-在实验中如何减小误差，提高实验结果的可靠性。教学方法与手段教学方法：

1.实验法：通过小车速度随时间变化的实验，让学生亲自动手操作，体验科学探究过程。

2.讲授法：结合实验现象，讲解速度-时间图像的物理意义和计算方法。

3.讨论法：引导学生对实验结果进行讨论，分析误差来源，提高分析问题、解决问题的能力。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示实验原理、步骤和结果，提高教学直观性。

2.实验软件：使用实验数据处理软件，帮助学生快速准确地处理实验数据。

3.教学视频：播放相关教学视频，帮助学生理解实验原理和操作步骤。教学流程1.导入新课

-开始上课，以提问方式引导学生回顾速度、加速度等物理概念，提问：“大家是否记得物体在运动过程中速度是如何变化的？”

-通过生活中的实例引入本节课的主题：“同学们，我们在日常生活中，如乘坐电梯时，会有这样的体验：当电梯启动加速上升时，我们会有向上的推背感，这是因为加速度的存在。那么，今天我们就来探究一下物体速度随时间变化的规律。”

-引出实验主题：“为了直观地展示这一规律，我们将通过实验探究小车在不同加速度下速度随时间的变化情况。”

2.新课讲授

-第一部分：介绍实验原理

-讲解打点计时器的原理及其在测量时间间隔中的应用。

-讲解匀速直线运动和匀加速直线运动的特点，强调加速度与速度-时间关系。

-举例说明如何根据实验数据绘制速度-时间图像，并分析图像的特点。

-用时：10分钟

-第二部分：实验步骤和注意事项

-详细讲解实验步骤，包括准备实验器材、连接电路、放置小车、打点计时器调试等。

-强调实验过程中的安全操作，如避免实验器材的碰撞，确保电路连接正确。

-说明实验中可能遇到的问题及解决方案。

-用时：10分钟

-第三部分：数据处理和分析

-演示如何从打点纸带上读取数据，包括计算时间间隔、位移等。

-引导学生分析数据，如何通过数据处理得到速度和加速度，以及如何根据速度-时间图像确定加速度。

-用时：15分钟

3.实践活动

-学生分组进行实验操作，按照教师讲解的步骤进行实验。

-观察学生操作，及时发现并纠正操作中的错误，如电路连接不当、小车放置不平稳等。

-指导学生进行数据处理，引导学生运用控制变量法确保实验的准确性。

-用时：15分钟

4.学生小组讨论

-举例：如何通过实验验证加速度的定义？

-学生讨论如何调整实验参数来验证加速度恒定的假设。

-学生分析如何处理实验中的异常数据。

-学生讨论如何根据实验结果判断加速度的大小和方向。

-举例：实验过程中出现了数据不符预期的情况，应该如何处理？

-学生讨论可能的误差来源和修正方法。

-学生探讨如何通过改进实验步骤来减少误差。

-学生交流在实验过程中遇到的困难和解决方案。

-举例：如何根据速度-时间图像计算物体的位移？

-学生讨论图像的物理意义，以及如何利用图像进行计算。

-学生实践如何将速度-时间图像转化为位移-时间图像。

-学生分析不同运动情况下的位移计算方法。

-用时：15分钟

5.总结回顾

-对本节课所学内容进行回顾，强调匀加速直线运动的特点和速度-时间图像的应用。

-通过提问引导学生思考：如何利用速度-时间图像分析物体的运动情况？

-学生分享实验心得，总结实验中的发现和问题。

-对实验中可能出现的误差进行总结，提出改进措施。

-用时：5分钟

总计用时：45分钟教学资源拓展1.拓展资源：

-物理史实：介绍伽利略对自由落体运动的研究，以及他如何通过斜面实验来减缓重力作用，从而更精确地测量时间。

-物理概念：探讨加速度与力的关系，介绍牛顿第二定律，并解释如何通过实验验证力的作用效果。

-科学探究方法：分析控制变量法在实验中的应用，以及如何通过实验设计来排除干扰因素。

-相关物理现象：探讨抛物运动中的速度-时间关系，以及如何通过实验验证抛物运动的轨迹。

2.拓展建议：

-学生可以通过阅读相关物理历史书籍，了解科学家在探究速度与时间关系方面的贡献。

-学生可以尝试设计简单的实验，如利用不同质量的物体在斜面上滑下，观察速度与时间的关系，以加深对加速度概念的理解。

-学生可以通过在线教育资源，如教育平台上的视频讲座，来学习更多关于物理实验设计和数据分析的知识。

-学生可以参与学校的物理兴趣小组，与其他同学一起讨论实验中的问题，并共同寻找解决方案。

-学生可以通过实际操作，如使用传感器和计算机软件，来收集和分析实验数据，提高实验技能和数据处理的准确性。

-学生可以研究不同类型的运动，如圆周运动、简谐运动等，分析这些运动的速度-时间关系，并尝试绘制相应的图像。

-学生可以阅读有关物理学理论的科普文章，了解物理学在科技发展中的应用，激发对物理学的兴趣。

-学生可以通过制作物理模型，如小车运动模型，来直观地展示速度-时间关系，加深对物理概念的理解。

-学生可以参与物理竞赛，如物理奥林匹克竞赛，通过解决实际问题来提升自己的物理思维能力和实验技能。板书设计①物理概念

-速度：物体单位时间内通过的路程。

-加速度：物体单位时间内速度的变化量。

②实验原理

-打点计时器：用于测量时间间隔。

-位移-时间图像：展示物体位移随时间变化的规律。

-速度-时间图像：展示物体速度随时间变化的规律。

③实验步骤

-准备实验器材：打点计时器、小车、纸带、电源等。

-连接电路：确保打点计时器正常工作。

-放置小车：确保小车平稳放置在实验轨道上。

-打点计时：记录纸带上的点，计算时间间隔。

-数据处理：计算位移和速度，绘制速度-时间图像。

④图像分析

-斜率：表示加速度的大小。

-直线：表示匀速直线运动。

-曲线：表示匀加速直线运动。

⑤误差分析

-系统误差：由实验装置或方法引起的误差。

-随机误差：由实验操作或环境因素引起的误差。

⑥实验总结

-验证匀加速直线运动的速度-时间关系。

-掌握实验数据处理和分析方法。课堂1.课堂评价

课堂评价是教学过程中的重要环节，通过以下几种方式对学生的学习情况进行全面评估：

-提问：在课堂教学中，通过提问来检验学生对知识点的掌握程度。例如，在讲解速度-时间图像时，可以提问：“如何从速度-时间图像中判断物体的运动状态？”这样的问题可以帮助学生巩固对图像的理解和应用。

-观察：教师在课堂上通过观察学生的实验操作、讨论参与度以及解决问题的能力来评估学生的学习效果。例如，在实验环节，观察学生是否能够按照步骤正确操作打点计时器，是否能够独立分析实验数据。

-小组讨论：通过小组讨论的评价，可以了解学生在团队协作中的表现，以及他们是否能够有效地沟通和交流。例如，可以评价学生在讨论中是否能够提出有建设性的意见，是否能够倾听他人的观点。

-实验报告：学生完成实验后，需要提交实验报告，报告中包括实验目的、步骤、数据、分析等内容。教师通过批改实验报告，可以了解学生是否能够准确地记录实验数据，是否能够正确分析实验结果。

-课堂测试：定期进行课堂小测验，检验学生对知识点的短期记忆和理解程度。例如，可以出一些与速度-时间图像相关的选择题，让学生在规定时间内完成。

-学生自评与互评：鼓励学生进行自我评价，反思自己在课堂上的表现，同时也可以组织学生之间互相评价，促进学生的自我反思和交流。

2.作业评价

作业评价是对学生学习效果的一种延伸，以下是一些作业评价的具体措施：

-作业批改：教师对学生的作业进行认真批改，对错误进行标注，并给出修改建议。例如，在处理速度-时间图像的作业中，教师需要检查学生是否能够正确绘制图像，是否能够正确计算斜率。

-作业点评：在批改作业的同时，教师应给予学生个性化的点评，指出他们的优点和需要改进的地方。例如，对于能够独立完成实验报告的学生，可以给予肯定；对于在图像绘