2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 教学设计

《实验：探究小车速度随时间变化的规律》教学设计
【教材分析】
本节课是必修一第二章第一节的内容，在这之前学生已经学过了打点计时器的原理和操作方法，知道怎么通过打点计时器来测量瞬时速度，通过本节课的学习进一步练习熟悉打点计时器，通过实验来探究在恒力作用下的小车运动时速度随时间变化的规律，为之后学习匀变速直线运动的相关知识提供素材，打下基础，因此本节课具有承上启下的作用。
【学情分析】
本节课的授课对象是高一学生，这个阶段的学生已经具备了一定高度实验能力，数据分析能力，归纳总结能力，而且在这节课之前学生已经学习过了打点计时器，学习了测量瞬时速度的方法，因此本节课对于学生来讲理解上并不难，较有难度的是实验的操作过程，要注意的事项以及数据分析方法。
【教学重难点】
重点：探究小车速度随时间变化的规律；
难点：数据处理及分析。
【教学目标】
通过对实验过程的研究，进一步熟悉打点计时器的使用和利用纸带求速度的方法，这实验的过程中培养严谨求实的实验态度，学会寻求物理规律的方法。对数据的分析运用科学方法来研究问题。
【教学仪器】
打点计时器、长木板、小车、沙桶、纸带、交流电源、细绳、刻度尺、多媒体课件
【教学过程】
一、问题导入
如何探究一个物体速度随时间变化的规律？如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器测？
二、实验设计
如图所示，把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌上，铝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。
三、进行实验
实验过程参考提示：
1．把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。
2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的沙桶，启动电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。
3．换上新纸带，重复操作三次。
四、处理数据
提问：我们通过打点计时器得到了若干条纸带，采集了第一手资料，面对打出的纸带如何研究小车的运动呢 接下来我们采集数据，处理数据．
学生讨论怎样选择纸带，如何测量数据，如何设计表格，填写数据．
【问题一】怎样分析和选取纸带上的点？
舍掉开头过于密集的点，若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个打印点（可5）为一个计数点，相邻两计数点之间的时间间隔不再是0.02s（但要看具体情况灵活选定）；一般每五个点（或者每隔四个）选取一个计数点，相邻两计数点之间的时间间隔为0.10s。
【问题二】如何计算出所取点的速度？
用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均速度来代替），如何代替？选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置），找出对应的时间，用位移除以时间作为该点的瞬时速度；对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）；测量各个计数点之间的距离应考虑估读、单位。
确定运动规律的最好办法是作速度一时间图象，这样具体的运动规律才能更直观地显现出来。用计算机绘制速度一时间图象，演示给学生看，学生自己可以用坐标纸描点，绘图。
教师用Excel软件演示作v—t图.
【实验结论】
小车的速度随时间的增加而均匀增加。