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探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律教案
天津市武清區(qū)梅廠中學(xué)謝自成
【教學(xué)目標(biāo)】
1．知識(shí)與技能
（１）．會(huì)運(yùn)用已學(xué)知識(shí)處理紙帶，求各點(diǎn)瞬時(shí)速度
（２）．會(huì)用表格法處理數(shù)據(jù)，并合理猜想
（３）．巧用v-t圖象處理數(shù)據(jù)，觀察規(guī)律
2．過程與方法
（１）．初步學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，完成某種規(guī)律的探究方法
（２）．初步學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行猜測(cè)探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法
（３）．認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)化繁為簡(jiǎn)的工具作用，直觀地運(yùn)用物理圖象展現(xiàn)規(guī)律，驗(yàn)證規(guī)律
3．情感態(tài)度與價(jià)
2、值觀
（１）．通過對(duì)紙帶的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖象展現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，能使學(xué)生靈活地運(yùn)用科學(xué)方法來(lái)研究問題、解決問題、提高創(chuàng)新意識(shí)。
（２）．在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的猜測(cè)過程中，提高學(xué)生合作探究能力。
（３）．通過經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探索過程，體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律探索的方法。
【教學(xué)重點(diǎn)】
１．圖象法研究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。
２．對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化規(guī)律的探究。
【教學(xué)重點(diǎn)】對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理規(guī)律的探究
【教學(xué)方法】啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，討論、交流學(xué)習(xí)成果。
【教學(xué)用具】學(xué)生電源、導(dǎo)線、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車、鉤碼、一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板、帶小鉤的細(xì)線、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙、電腦
【教學(xué)過程】
3、一、引入新課
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定物體運(yùn)動(dòng)的速度。我們這節(jié)課再利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。
二、開始授新
如何探究一個(gè)物體速度隨時(shí)間變化的規(guī)律？如何知道物體在不同時(shí)刻的速度？用什么儀器測(cè)？
①讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)，并口頭闡述相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材及步驟。
設(shè)計(jì)提問：
問題一：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器結(jié)構(gòu)如何？
問題二：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)小車的速度所需哪些實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟？
實(shí)驗(yàn)步驟：
（１）把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放（一高一低可否？）在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路。
（２）把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊
4、掛上合適的鉤碼，先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打完一條后立即關(guān)閉電源。
問題三：本實(shí)驗(yàn)特別要注意哪些事項(xiàng)？
１．固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓限位孔處在長(zhǎng)木板的中央位置。
2．滑輪不能過高。
3．應(yīng)考慮復(fù)寫紙與紙帶的位置關(guān)系。
4．鉤碼數(shù)量不能過多，長(zhǎng)木板兩端高低相差不能太大。
5．小車應(yīng)由緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處開始釋放，在撞擊長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng),防止小車從板上掉下來(lái)。
6．先接通電源，后讓紙帶運(yùn)動(dòng)。
7．打點(diǎn)結(jié)束后立即關(guān)閉電源。
②引導(dǎo)學(xué)生熟練地?cái)[好器材，進(jìn)行合理、準(zhǔn)確地操作，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶。
注意：引導(dǎo)學(xué)生“三思而后行”，注意實(shí)驗(yàn)邏輯性、合理性及其相關(guān)
5、注意事項(xiàng)，而確保準(zhǔn)確，并巡視全場(chǎng)，對(duì)出現(xiàn)的問題予以及時(shí)糾正。
③選擇紙帶，并選好計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度填入表格。
問題四：怎樣分析和選取紙帶上的點(diǎn)？
開頭過于密集的點(diǎn)舍掉，紙帶的一段；若紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離較小，可取多個(gè)間隔（可5）為一個(gè)計(jì)數(shù)間隔時(shí)間（間隔不再是0.02s）（但要看具體情況靈活選定）；原則上能取六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜；給選取的點(diǎn)加標(biāo)記。
問題五：如何計(jì)算出所取點(diǎn)的速度？用求平均速度的方法來(lái)代替（用計(jì)算較準(zhǔn)確的平均速度來(lái)代替），如何代替？（選擇包括該點(diǎn)在內(nèi)的一段位移（該點(diǎn)最好處在中間時(shí)刻位置）Δx，找出對(duì)應(yīng)的時(shí)間Δt，用Δx／Δt作為該點(diǎn)的瞬時(shí)速度）；
對(duì)于選取的
6、兩個(gè)端點(diǎn)的速度暫時(shí)不計(jì)算（誤差較大）；測(cè)量各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離應(yīng)考慮估位、單位。
④數(shù)據(jù)處理，總結(jié)分析
問題六：如何處理計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)？
１．列表法。（注意列表要求）
數(shù)據(jù)表格猜想出小車運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律：速度與時(shí)間成正比。鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想，并一一列舉學(xué)生的各種想法，了解學(xué)生猜想的原因，進(jìn)行總結(jié)與點(diǎn)評(píng)，糾正盲目的瞎想。
學(xué)生在猜想中回答猜想原因，闡述猜想思路。
２．圖象法：
①根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇合適的標(biāo)度建立坐標(biāo)系（讓圖象盡量分布在坐標(biāo)系平面的大部分面積）。
②描點(diǎn)：觀察和思考點(diǎn)的分布規(guī)律。
③擬合：從點(diǎn)的分布可以有很大把握地說這些點(diǎn)應(yīng)該在一條直線上，用直線擬合，讓盡可
7、能多的點(diǎn)處在直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)對(duì)稱地分布在直線兩側(cè)。
引導(dǎo)描點(diǎn)法一般原則，強(qiáng)調(diào)作圖的精確性，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
步驟方法：先確定標(biāo)度，再準(zhǔn)確描點(diǎn)，并用平滑的曲線進(jìn)行連接。
總結(jié)介紹：
描點(diǎn)法是作圖的一種最基本的方法，最重點(diǎn)的兩點(diǎn)：一是準(zhǔn)確性（標(biāo)度要合適）。二是要用平滑曲線連接（要讓盡可能多的點(diǎn)分布在線上，不在線上的點(diǎn)分布在兩側(cè)，離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)刪去）。最后還要注意美觀性（使圖象分布在坐標(biāo)紙中央）。
問題七：如何根據(jù)速度—時(shí)間圖象（ v—t圖象）求小車的加速度和初速度？
①取任意兩組數(shù)據(jù)求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。
②在v—t圖象上取一段時(shí)間Δt（盡量取大一些），找出兩個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值求出Δv，代入Δv／Δt求解。
問題八：紙帶上零時(shí)刻的速度和末速度如何求？
⑤【計(jì)算機(jī)繪制v-t圖象】Excel軟件演示作v-t圖
將實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在電腦的Excel文件中輸入表格，利用其“圖表向?qū)А睌M合v-t圖象。
這節(jié)課重點(diǎn)是對(duì)重物牽引下小車的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探究，在探究過程中，涉及到了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、操作以及作圖象的方法、原則，很好地提高了大家各方面的能力，同時(shí)又為后面學(xué)習(xí)這種勻變速運(yùn)動(dòng)打下了基礎(chǔ)。
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8_《探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》教案（新人教必修1）
