2022-2023学年高一物理上学期人教版（2019）必修一2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律（word版教案）
文档属性
| 名称 | 2022-2023学年高一物理上学期人教版（2019）必修一2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律（word版教案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 55.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-01 10:17:16 | ||
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文档简介
第二章 匀变速直线运动的研究
第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
【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。
【教学目标与核心素养】
[物理观念]能建立加速度的概念，能从物理学的视角观察实验现象，并能正确分析小车运动的加速度。
[科学思维]理解v-t图像的含义，能用实验数据描绘v-t图像，能根据图像分析速度随时间的变化特点以及加速度的特点。
[科学探究]会使用打点计时器测量物体的速度和加速度。
[科学态度与责任]通过介绍或学习测加速度的方法，去感知科学的价值和应用；培养学生如实记录实验数据，实事求是的科学态度；培养学生对科学的兴趣，坚定他们学习思考探索的信念。
【教学重难点】
教学重点：通过纸带上的点迹计算加速度；根据图像分析加速度的情况。
教学难点：求加速度。
【课前准备】
多媒体课件、打点计时器、电源、纸带、导线若干、坐标纸等。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
[新课导入]
1、测量速度有哪些方法？
一、知识回顾
1.打点计时器可以直接测量什么物理量？ 位移 时间
位移（用刻度尺测量）；时间（两计时点的时间间隔为0.02s）
2. 通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？
可以求两点间的平均速度→一点的瞬时速度→加速度
二、实验目的
1.进一步练习使用打点计时器。
2.会处理纸带并会求各点的瞬时速度。(重点)
3.会用v-t图像处理数据，并由图像探究小车的速度随时间变化的规律
三、实验原理与方法
1．利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式vn＝，即用以n点为中心的一小段时间间隔的平均速度代替n点的瞬时速度．
2．用描点法作出小车的v t图象，根据图象的形状判断小车的运动性质．若所得图象为一条倾斜直线，则表明小车做匀变速直线运动．
3．利用v t图象求出小车的加速度．
四、实验器材
打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源．
五、实验步骤
1．如图所示，把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路．
2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面．
3．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点．
4．换上新的纸带，重复实验两次．
5．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验．
六、数据处理
1．表格法
(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4、…，如图所示．
(2)依次测出01、02、03、04、…的距离x1、x2、x3、x4、…，填入表中．
位置 1 2 3 4 5 6
长度 x1 x2 x3 x4 x5 x6
各段长度 0～2 1～3 2～4 3～5 4～6 5～7
时间间隔
v/(m·s－1)
(3)1、2、3、4、…各点的瞬时速度分别为：v1＝、v2＝、v3＝、v4＝、….将计算得出的各点的速度填入表中．
(4)根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律．
2．图象法
(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点．
(2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示．
(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．
(4)根据所画v t图象求出小车运动的加速度a＝.
七、误差分析
1．木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀．
2．根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差．
3．作v t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差．
六、注意事项
1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．
2．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车．
3．打点完毕，立即断开电源．
4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少．
5．要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住．
6．要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为t＝0.1 s.
7．在坐标纸上画v t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内.
第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
【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。
【教学目标与核心素养】
[物理观念]能建立加速度的概念，能从物理学的视角观察实验现象，并能正确分析小车运动的加速度。
[科学思维]理解v-t图像的含义，能用实验数据描绘v-t图像，能根据图像分析速度随时间的变化特点以及加速度的特点。
[科学探究]会使用打点计时器测量物体的速度和加速度。
[科学态度与责任]通过介绍或学习测加速度的方法，去感知科学的价值和应用；培养学生如实记录实验数据，实事求是的科学态度；培养学生对科学的兴趣，坚定他们学习思考探索的信念。
【教学重难点】
教学重点：通过纸带上的点迹计算加速度；根据图像分析加速度的情况。
教学难点：求加速度。
【课前准备】
多媒体课件、打点计时器、电源、纸带、导线若干、坐标纸等。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
[新课导入]
1、测量速度有哪些方法？
一、知识回顾
1.打点计时器可以直接测量什么物理量？ 位移 时间
位移（用刻度尺测量）；时间（两计时点的时间间隔为0.02s）
2. 通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？
可以求两点间的平均速度→一点的瞬时速度→加速度
二、实验目的
1.进一步练习使用打点计时器。
2.会处理纸带并会求各点的瞬时速度。(重点)
3.会用v-t图像处理数据，并由图像探究小车的速度随时间变化的规律
三、实验原理与方法
1．利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式vn＝，即用以n点为中心的一小段时间间隔的平均速度代替n点的瞬时速度．
2．用描点法作出小车的v t图象，根据图象的形状判断小车的运动性质．若所得图象为一条倾斜直线，则表明小车做匀变速直线运动．
3．利用v t图象求出小车的加速度．
四、实验器材
打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源．
五、实验步骤
1．如图所示，把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路．
2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面．
3．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点．
4．换上新的纸带，重复实验两次．
5．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验．
六、数据处理
1．表格法
(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4、…，如图所示．
(2)依次测出01、02、03、04、…的距离x1、x2、x3、x4、…，填入表中．
位置 1 2 3 4 5 6
长度 x1 x2 x3 x4 x5 x6
各段长度 0～2 1～3 2～4 3～5 4～6 5～7
时间间隔
v/(m·s－1)
(3)1、2、3、4、…各点的瞬时速度分别为：v1＝、v2＝、v3＝、v4＝、….将计算得出的各点的速度填入表中．
(4)根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律．
2．图象法
(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点．
(2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示．
(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．
(4)根据所画v t图象求出小车运动的加速度a＝.
七、误差分析
1．木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀．
2．根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差．
3．作v t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差．
六、注意事项
1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．
2．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车．
3．打点完毕，立即断开电源．
4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少．
5．要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住．
6．要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为t＝0.1 s.
7．在坐标纸上画v t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内.