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

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： （1） 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。 （2） 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。 （3） 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。 （4） 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） 1. 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。 2. 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。 3. 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： 1. 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。 2. 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 1. 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。 2. 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） 1. 表格定性分析。 a) 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）。 b) 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） c) 如何比较形象的看出小车速度的变化规律？（图像） 2. 图像分析。 a) 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。 b) 从图像求小车运动的加速度。 c) 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。 d) 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？ e) 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。 3. 借助计算机进行图像绘制 a) 计算机数据分析和处理是科学研究中的重要手段。 b) 介绍如何用计算机软件快速获得数据处理结果。 c) 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 1. 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。 2. 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。 3. 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 1. 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。 2. 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 3. 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 4. 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。 5. 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_______