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实录 新人教版必修1

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实录新人教版必修1课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、设计意图本节课旨在通过实验探究小车速度随时间变化的规律，帮助学生理解速度-时间图象，培养学生的实验操作能力和数据分析能力，提高学生对物理学科的兴趣和探究精神。二、核心素养目标培养学生科学探究能力，通过实验设计、数据收集、分析处理，提高实验操作技能和科学思维；增强学生对物理规律的理解，提升模型建构和数据分析能力；激发学生对物理学科的兴趣，培养严谨求实的科学态度和团队合作精神。三、教学难点与重点1.教学重点

①掌握实验操作步骤，确保小车匀速直线运动，并能准确测量时间间隔和位移；

②通过实验数据绘制速度-时间图象，理解速度-时间关系，识别图象中的直线和曲线所代表的物理意义；

③应用公式和图象分析，推导小车加速度的表达式，并能解释实际物理现象。

2.教学难点

①理解匀速直线运动中速度不变的特点，并能区分匀速和变速运动；

②准确测量时间间隔和位移，减少实验误差，提高数据的精确度；

③分析速度-时间图象，正确识别图象的斜率，并将其与加速度联系起来；

④将实验结果与理论预期进行对比，解释实验偏差，提高分析问题的能力。四、教学方法与策略1.采用讲授与实验相结合的教学方法，通过讲解实验原理和步骤，引导学生理解速度-时间图象的绘制方法。

2.设计实验操作指导，让学生分组进行实验，培养合作能力和实践技能。

3.利用多媒体展示实验过程和数据分析，帮助学生直观理解物理概念。

4.通过课堂讨论，鼓励学生提出问题，分析实验结果，提高解决问题的能力。五、教学过程一、导入新课

（教师）同学们，大家好！今天我们要学习的是物理必修1中“探究小车速度随时间变化的规律”这一章节。在上一节课中，我们学习了速度的概念，今天我们将通过实验来探究速度随时间变化的规律。

（学生）老师，什么是速度随时间变化的规律呢？

（教师）很好，速度随时间变化的规律是指物体在一段时间内速度的变化情况。通过实验，我们将能够直观地看到速度如何随着时间变化。

二、实验准备

（教师）首先，我们需要准备实验器材。请同学们拿出实验手册，检查一下我们需要的器材是否齐全，包括小车、计时器、刻度尺、白纸、铅笔等。

（学生）老师，我已经准备好了实验器材。

（教师）很好。接下来，我们要了解实验步骤。请同学们翻到实验手册，我们一起来看一下实验步骤。

三、实验步骤讲解与演示

（教师）首先，我们要将小车放在水平轨道上，确保小车能够匀速直线运动。然后，我们用计时器记录小车通过不同位移所用的时间。我们需要多次测量，以减小误差。

（学生）老师，如果小车在运动过程中速度不均匀怎么办？

（教师）如果小车速度不均匀，我们需要重新调整实验条件，确保小车能够匀速直线运动。

（教师）接下来，我们将测量数据记录在表格中。表格中包括位移、时间、速度等数据。

（学生）老师，我们应该如何计算速度呢？

（教师）速度的计算公式是速度等于位移除以时间。我们根据表格中的数据，计算出每次测量的速度。

（教师）现在，我将演示如何绘制速度-时间图象。首先，我们在坐标系中标记出时间点和对应的速度值，然后连接这些点，形成一条曲线。

四、学生实验操作

（教师）现在，请同学们按照实验步骤进行操作。注意观察小车的运动，准确记录数据。

（学生）好的，老师。

五、数据收集与分析

（教师）请同学们将实验数据填写到表格中，并计算每次测量的速度。

（学生）老师，我已经计算了速度，接下来是绘制速度-时间图象。

（教师）很好，请同学们在白纸上绘制速度-时间图象，并注意图象的准确性和美观性。

六、讨论与总结

（教师）请同学们观察自己绘制的速度-时间图象，分析小车速度随时间的变化规律。

（学生）老师，我发现小车的速度随着时间的增加而增加，图象是一条曲线。

（教师）很好，这说明小车在运动过程中速度是变化的。接下来，我们讨论一下为什么速度会随时间变化。

（学生）老师，我认为是因为小车受到外力的作用。

（教师）正确，小车受到的外力会导致速度的变化。现在，请同学们根据实验结果，总结一下小车速度随时间变化的规律。

（学生）老师，我们得出结论：小车在匀速直线运动中，速度保持不变；在变速运动中，速度随时间变化。

七、课堂小结

（教师）今天我们通过实验探究了小车速度随时间变化的规律，学习了如何绘制速度-时间图象，并分析了速度变化的原因。希望大家能够将所学知识应用到实际问题中。

（学生）老师，我们明白了，谢谢您的讲解。

八、布置作业

（教师）请同学们完成以下作业：

1.查阅资料，了解匀速直线运动和变速直线运动的特点；

2.思考如何减小实验误差，提高实验数据的准确性；

3.结合实验结果，撰写一篇关于小车速度随时间变化规律的小论文。

（学生）好的，老师，我们一定会认真完成作业。六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.理论知识掌握：通过本节课的学习，学生对速度的概念有了更深入的理解，能够区分匀速直线运动和变速直线运动。学生掌握了速度-时间图象的绘制方法，理解了图象中直线和曲线所代表的物理意义，为后续学习加速度等概念奠定了基础。

2.实验技能提升：学生在实验过程中学会了如何操作实验器材，包括小车的准备、计时器的使用、数据的记录等。通过多次测量和计算，学生提高了实验数据的准确性，培养了严谨的科学态度。

3.科学探究能力：学生在实验过程中学会了如何提出问题、设计实验、收集数据、分析结果，并能够根据实验结果得出结论。这种科学探究能力的提升将有助于学生在今后的学习和生活中遇到问题时，能够运用科学方法进行解决。

4.团队合作意识：本节课采用了分组实验的形式，学生在实验过程中学会了与他人合作，共同完成任务。在讨论和总结环节，学生能够积极分享自己的观点，倾听他人的意见，培养了良好的团队合作精神。

5.解决问题的能力：学生在面对实验中的问题时，能够主动思考，寻找解决问题的方法。通过分析实验数据，学生学会了如何解释实验结果，并将其与理论知识相结合，提高了解决实际问题的能力。

6.科学素养培养：通过本节课的学习，学生认识到物理学在生活中的应用，激发了他们对物理学科的兴趣。同时，学生养成了严谨求实的科学态度，为今后的学习和发展打下了良好基础。

7.图象分析能力：学生在绘制速度-时间图象的过程中，学会了如何观察图象，识别图象中的特征，如斜率、截距等。这种图象分析能力的提升有助于学生在今后的学习中更好地理解物理规律。

8.逻辑思维能力：学生在分析实验结果、总结规律的过程中，锻炼了逻辑思维能力。他们能够将实验数据与理论知识相结合，形成严密的逻辑体系。

9.学习兴趣提高：通过本节课的学习，学生对物理学科产生了浓厚兴趣，激发了他们进一步探索物理世界的欲望。

10.评价与反思能力：学生在完成作业和复习过程中，学会了如何对所学知识进行评价和反思。这种能力将有助于他们在今后的学习中不断进步。七、课堂1.课堂提问

在课堂教学中，我将通过提问的方式评价学生的学习效果。我会设计一系列与课本内容相关的问题，如：“小车匀速直线运动时，速度和时间之间有什么关系？”“如何通过实验数据绘制速度-时间图象？”“如何从图象中分析出小车的加速度？”等。通过学生的回答，我可以了解他们对速度概念的理解程度，以及他们是否能够将理论知识应用到实际问题中。

2.观察实验操作

在实验环节，我将密切观察学生的实验操作。我会注意他们是否能够正确使用实验器材，如计时器和刻度尺，以及是否能够按照实验步骤进行操作。此外，我会观察学生是否能够及时发现和纠正实验中的错误，这有助于评价他们的实验技能和问题解决能力。

3.小组讨论与分享

在小组讨论环节，我会鼓励学生积极发言，分享自己的观点和发现。我会注意他们的表达是否清晰，是否能够准确描述实验过程和结果。通过观察学生的讨论和分享，我可以评价他们的团队合作能力和沟通能力。

4.实验结果分析

在学生完成实验并绘制速度-时间图象后，我会要求他们对图象进行分析。我会提问他们：“图象上的直线和曲线分别代表了什么？”“你能从图象中得出什么结论？”通过这些提问，我可以了解学生是否能够从实验数据中提取有效信息，并进行分析和解释。

5.课堂测试

为了更全面地评价学生的学习效果，我会在课程结束后进行课堂测试。测试将包括选择题、填空题和简答题，涵盖了本节课的重点内容。通过测试成绩，我可以了解学生对速度概念和实验方法的掌握程度。

6.及时反馈

在课堂评价过程中，我会及时给予学生反馈。对于表现优秀的学生，我会给予表扬和鼓励；对于存在问题的学生，我会耐心指导，帮助他们找到解决问题的方法。及时反馈有助于学生了解自己的学习状况，并调整学习策略。

7.评价记录

我会对学生的课堂表现和测试成绩进行记录，以便追踪他们的学习进展。这些记录将作为学生学习效果的参考，并在必要时调整教学策略。

8.家长沟通

为了全面了解学生的学习情况，我会在适当的时候与家长沟通，分享学生的课堂表现和作业完成情况。这将有助于家长更好地支持学生的学习，并形成家校共育的良好氛围。八、内容逻辑关系①物理概念与规律

①速度的定义与计算

②匀速直线运动与变速直线运动

③速度-时间图象的绘制与理解

②实验设计与操作

①实验目的与原理

②实验器材的准备与使用

③实验步骤与数据记录

③数据分析与处理

①数据的收集与整理

②速度的计算与图象绘制

③图象分析与应用

④实验结果与结论

①实验结果的解释与验证

②实验结论的总结与推广

③实验误差的分析与改进课后作业1.实验数据分析题

题目：在一次实验中，某小组记录了小车通过不同位移所用的时间，数据如下表所示。请根据这些数据计算小车在不同位移段的平均速度，并绘制速度-时间图象。

|位移（m）|时间（s）|

|-----------|-----------|

|0.2|0.5|

|0.4|1.0|

|0.6|1.5|

|0.8|2.0|

|1.0|2.5|

答案：计算平均速度如下：

-第一个位移段的平均速度：v1=(0.2m)/(0.5s)=0.4m/s

-第二个位移段的平均速度：v2=(0.4m-0.2m)/(1.0s-0.5s)=0.4m/s

-第三个位移段的平均速度：v3=(0.6m-0.4m)/(1.5s-1.0s)=0.4m/s

-第四个位移段的平均速度：v4=(0.8m-0.6m)/(2.0s-1.5s)=0.4m/s

-第五个位移段的平均速度：v5=(1.0m-0.8m)/(2.5s-2.0s)=0.2m/s

根据计算结果绘制速度-时间图象，可以得出小车在实验过程中速度保持不变，图象应该是一条水平直线，速度值为0.4m/s。

2.应用题

题目：一辆汽车以恒定加速度a=2m/s²开始运动，求：

（1）汽车从静止开始运动5秒后的速度；

（2）汽车从静止开始运动5秒后所行驶的距离。

答案：

（1）根据公式v=at，代入a=2m/s²和t=5s，得到v=2m/s²*5s=10m/s。

（2）根据公式s=(1/2)at²，代入a=2m/s²和t=5s，得到s=(1/2)*2m/s²*(5s)²=25m。

3.比较题

题目：比较以下两种运动的速度-时间图象，哪种运动的速度变化更快？

-运动A：速度-时间图象是一条过原点的直线，斜率为2。

-运动B：速度-时间图象是一条过原点的直线，斜率为1。

答案：运动A的速度变化更快，因为斜率代表加速度，斜率越大，加速度越大，速度变化越快。

4.问题解决题

题目：一辆自行车匀速行驶，速度为10m/s，行驶了100秒后，前方突然出现一个紧急情况，骑车人紧急刹车，以恒定加速度a减速至停止。如果骑车人的总质量为70kg，请计算：

（1）刹车过程中的加速度；

（2）自行车完全停下所需的距离。

答案：

（1）由于最终速度为0，我们可以使用公式v²=u²+2as，其中u为初速度，v为末速度，a为加速度，s为距离。代入u=10m/s，v=0，s未知，得到0=(10m/s)²+2a(100m)。解得a=-5m/s²（减速度）。

（2）使用同样的公式，代入a=-5m/s²，u=10m/s，v=0，得到0=(10m/s)²+2(-5m/s²)s。解得s=20m。

5.创新题

题目：设计一个简单的实验，验证匀速直线运动中速度保持不变的性质。

答案：可以使用一个计时器和一个带有标记的纸带，让纸带随小车一起运动。在纸带上每隔一定时间间隔做一个标记，然后测量相邻标记之间的距离。通过比较不同标记之间的距离，可以验证小车是否以恒定的速度运动。如果距离随时间均匀增加，则表明小车做匀速直线运动。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.互动式教学：在课堂中，我尝试了更多的互动式教学