2.1 探究小车速度随时间变化的规律 教学设计（表格式）
文档属性
| 名称 | 2.1 探究小车速度随时间变化的规律 教学设计（表格式） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 310.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-04-25 19:07:11 | ||
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文档简介
《探究小车速度随时间变化的规律》教学设计
学科 物理 授课年级 高一
课题 实验：探究小车速度随时间变化的规律
课型 新授课（探究实验课）
目 标 确 立 依 据 课 标 分 析 课标摘录 1.1.3通过实验，探究匀变速直线运动的特点能用图像描述匀变速直线运动。
课标分解 学生学什么 匀变速直线运动的特点，设计实验方案；用图像处理实验数据，分析实验误差。 学生怎么学 猜想小车速度随时间变化的规律→阅读教材，明确实验思路→利用提供器材进行实验探究→测量所需物理量数据→用图像处理实验数据→分析图像得出实验结论及实验误差。 学生学到什么程度 会利用图像法处理数据对小车速度随时间变化的规律进行实验探究；通过实验得出结论，能分析造成误差的原因。
教材分析 本节课是人教版（2019）必修第一册第二章第一节，是在学 习运动的描述及v-t图像的基础上，进一步探究小车速度随时间变化的规律，为下一节“匀变速直线运动的速度与时间的关系”的学习作好铺垫，有承上启下之作用。 2.本节内容是在平均速度和瞬时速度的理解和计算的基础上，对速度随时间变化的规律的定性探究实验；通过实验探究过程，学生对科学探究过程基本步骤的掌握得到了加强，同时实验中的近似思想及图像法的应用及造成误差原因分析等，都助力了学生科学思维能力的提升，这些都为后续物理探究实验的学习打下了基础。
学情分析 学生在前面已学习过“运动的描述、测量纸带的平均速度和瞬时速度”等知识，以及对科学探究思想、图像法等物理思想方法及实验具体操作等基本掌握，为本节探究“速度随时间变化的规律”做了知识、方法及技能上的储备。虽然学生有了前期知识和能力上的储备，但与本节内容要求相比还存有一定差距，还需学生进一步提升科学思维能力、理解能力和实验探究能力等，如图像法处理数据及造成实验误差可能原因分析等，都会对学生学习本节内容造成各种障碍。
学习目标 1.经历探究速度随时间变化的规律的设计过程，能够依据要求，设计探究实验方案，并能选择合理的方案进行探究实验。 2.经历用图像法处理数据的过程，能从图像中收集信息、获取证据及发现物理规律。 3.经历实验操作和测量过程，知道实验中具体注意事项、造成误差的可能原因及如何减小，体会科学探究过程的科学性和严谨性。
学习重难点 学习重点：1.如何设计方案并使方案合理可行。 2.实验的操作 3.数据处理和分析 学习难点：1.实验方案设计 2.图像法处理数据
教学辅助支持 电火花打点计时器、纸带、小车、一端附有定滑轮的长木板、钩码（槽码）、细绳、刻度尺等
教学活动设计
教师活动学生活动 学习评价环节一：创设情境引入新课 2018年举行世界上最特殊 的比赛，跑车、飞机、摩托车 比赛直线加速。实际物体的运动大部分都是变速运动，但加速的情况可能不同。那么如何研究物体的变速运动特点？ 设计意图说明：通过播放视频，引入课题，同时激发学生学习兴趣。环节二：确定实验方案仔细观察下列图片，认真参与探究 问题1：本实验要研究的对象是什么？研究目的是什么？需要测量哪些物理量？选用什么器材？ 问题2：请你把自己设计的方案写出来，并和同学交流。 问题3.你能说出实验方案的中具体操作中的关键点吗？1.学生答：小车、小车速度随时间变化的规律、位移和时间、打点计时器和刻度尺 2.设计思路 按教材P34图2.1-1所示的装置完成探究实验，小车作为研究对象，测出小车速度。 方案：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。 如果用打点计时器测量速度，就可以如图 2.1-1 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 3.小组代表回答后，教师给予补充。评价1 评价内容：针对各小 组提出的实验设计思 路、探究方案可行性 及小组合作表现给出 评价。 评价方式：小组互评 +教师点评 评价等级 合格：具有控制变量 的意识，在教师引导 下，基本能提出设计 思路和可行性实验方 案，具有与他人交流、 讨论问题的意识。 良好：根据探究问题， 提出设计思路，基本 能自主设计可行性实 验方案，并能确定关 键步骤，有较强的学 习和探究的兴趣。 优秀：根据探究问题， 提出并准确表述设计 思路，能自主设计可 行性实验方案，并能 确定关键步骤，能对 已有方案提出创新， 小组合作积极，探究 欲望强。设计意图说明：突出问题导向，强调在真实问题情境下，以实验为载体发展学生的 科学探究能力、科学推理与论证能力，进一步认识速度与时间的关系，意在落实 学习目标1。环节三：进行实验 问题：上图实验中,如何测量小车的位移和时间？ ①引导学生分析减小误差的方法。 巡视学生实验，帮助学生指出不足。 选择有代表性的小组，把数据填入表格。 学生动手做实验，并把测得数据填入表格。评价2 评价内容：针对各小 组实验过程中实验操 作的规范性及优化能 力，小组合作表现给 出评价。 评价方式：小组互评 +教师点评 评价等级： 合格：在教师引导下， 基本能使用给定器材 按步骤进行操作。能 对获得数据初步整理; 具有与他人交流成果、 讨论问题的意识。 良好：能自主根据实 验探究方案，使用给 定器材按步骤规范操 作，对获得数据能进 行定性分析；小组合 作积极，配合较好。 优秀：能自主根据实 验探究方案，使用给 定的器材按步骤规范 操作，对能对获得正 确数据进行定性分析， 发现其中的部分规律； 小组合作积极，配合 密切。设计意图说明：通过学生动手做实验，发展学生科学思维，培养学生求真求实严谨 的科学态度，提升学生动手操作和合作能力，意在落实本节课的学习目标1、3。环节四：实验数据的分析、处理及实验结论 问题1.分析表格实验数据,如何直观判断小车速度与时间的定量关系？ 教师可利用代表性的小组实验数据填写表格，利用计算机生成图像。 问题2.通过实验探究，说出得出的实验结论。 问题3.说出造成实验误差的可能原因与减小方法。（教师引导并修正）1.学生绘制v-t图像。 是一条过原点的倾斜直线，得出v与t正比关系。 3.结论：速度随时间均匀增加，加速度恒定。 4.可能原因与方法： ①计数点间距测量不准，可多次测量求平均值。 ②速度计算不准，画v-t图像不准确。评价3 评价内容：对实验数 据的分析和处理，获 得的结论，误差来源 以及减小误差的方法 进行评价。 评价方式：小组互评 +教师点评 评价等级： 合格：在教师引导下， 基本能对数据进行作 图，通过分析图像， 得出初步结论；能说 出实验探究中造成误 差部分可能原因。 良好：能自主对数据 作图分析，发现特点， 形成正确结论；能说 出实验探究中存在部 分误差的可能原因和 减小误差方法。 优秀：能自主对数据 作图分析，主动转换 自变量（化曲为直）， 发现其中规律，得出 正确的结论;能说出实 验探究中存在误差的 可能原因和减小误差 方法。设计意图说明：引导学生对实验数据进行分析处理，得出结论。既突出了学生学 习的主体性，又调动了学生学习的积极性。对学生学习目标的达成及终生学习都 有着积极的意义，意在落实本节课的学习目标2。
板书设计
作业与拓展学习设计
基础类 1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中： (1)下列哪些器材是多余的：________。 ①电磁打点计时器 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)为达到实验目的，还需要的器材是：____________。 2．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上________。（学习目标1、2） A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 B．把打点计时器固定在长木板没有定滑轮的一端，并连好电路 C．换上新的纸带，再重做两次 D．把长木板平放在实验桌上，并使定滑轮伸出桌面 E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动 F．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码 G．断开电源，取出纸带 3.列车沿长直坡路向下行驶。开始时速度表上的示数是54 km/h，以后每5 s 读取一次数 据，见表2。 ( 1 )在表2 中填写以m ·s-1 为单位表示的速度值。 ( 2 )作出列车速度与时间关系的 v-t 图像。（学习目标1、2） 探究类 4.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得x1＝1.40 cm，x2＝1.90 cm，x3＝2.38 cm，x4＝2.88 cm，x5＝3.39 cm，x6＝3.87 cm。已知打点周期为0.02 s，那么： (1)在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1＝________ cm/s，v2＝________ cm/s，v3＝______ cm/s，v4＝________ cm/s，v5＝________ cm/s。 (2)在平面直角坐标系中作出v t图象(保留描点痕迹)。 (3)分析小车运动速度随时间变化的规律。（学习目标1、2） 拓展类 5.为研究实验小车沿斜面向下运动的规律， 把打点计时器纸带的一端固定在小车上，小车 拖动纸带运动时，纸带上打出的点如图2.1-5 所示。（学习目标1、2） ( 1 )某同学用以下方法绘制了小车运动的 v-t 图像。先把纸带每隔0.1 s 剪断，得到若干短 纸条。再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这 些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间。 最后将纸条上端中心连起来，于是得到 v-t 图 像。请你按以上办法(用张薄纸压在图 2.1-5 上，复制得到纸带)绘制这个v-t 图像。 ( 2 )这样做有道理吗？说说你的看法。 实践类 4.课后完成实验报告。
特色学习资源分析、技术手段应用说明（结合教学特色和实际撰写）
教学反思与改进
本节实验课在第一章的基础上，进一步研究物体运动的速度与时间的规律，学生基本能掌握实验内容、步骤及数据处理，但在用图像处理数据时存在较多问题，需加以说明，并通过习题来巩固.
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学科 物理 授课年级 高一
课题 实验：探究小车速度随时间变化的规律
课型 新授课（探究实验课）
目 标 确 立 依 据 课 标 分 析 课标摘录 1.1.3通过实验，探究匀变速直线运动的特点能用图像描述匀变速直线运动。
课标分解 学生学什么 匀变速直线运动的特点，设计实验方案；用图像处理实验数据，分析实验误差。 学生怎么学 猜想小车速度随时间变化的规律→阅读教材，明确实验思路→利用提供器材进行实验探究→测量所需物理量数据→用图像处理实验数据→分析图像得出实验结论及实验误差。 学生学到什么程度 会利用图像法处理数据对小车速度随时间变化的规律进行实验探究；通过实验得出结论，能分析造成误差的原因。
教材分析 本节课是人教版（2019）必修第一册第二章第一节，是在学 习运动的描述及v-t图像的基础上，进一步探究小车速度随时间变化的规律，为下一节“匀变速直线运动的速度与时间的关系”的学习作好铺垫，有承上启下之作用。 2.本节内容是在平均速度和瞬时速度的理解和计算的基础上，对速度随时间变化的规律的定性探究实验；通过实验探究过程，学生对科学探究过程基本步骤的掌握得到了加强，同时实验中的近似思想及图像法的应用及造成误差原因分析等，都助力了学生科学思维能力的提升，这些都为后续物理探究实验的学习打下了基础。
学情分析 学生在前面已学习过“运动的描述、测量纸带的平均速度和瞬时速度”等知识，以及对科学探究思想、图像法等物理思想方法及实验具体操作等基本掌握，为本节探究“速度随时间变化的规律”做了知识、方法及技能上的储备。虽然学生有了前期知识和能力上的储备，但与本节内容要求相比还存有一定差距，还需学生进一步提升科学思维能力、理解能力和实验探究能力等，如图像法处理数据及造成实验误差可能原因分析等，都会对学生学习本节内容造成各种障碍。
学习目标 1.经历探究速度随时间变化的规律的设计过程，能够依据要求，设计探究实验方案，并能选择合理的方案进行探究实验。 2.经历用图像法处理数据的过程，能从图像中收集信息、获取证据及发现物理规律。 3.经历实验操作和测量过程，知道实验中具体注意事项、造成误差的可能原因及如何减小，体会科学探究过程的科学性和严谨性。
学习重难点 学习重点：1.如何设计方案并使方案合理可行。 2.实验的操作 3.数据处理和分析 学习难点：1.实验方案设计 2.图像法处理数据
教学辅助支持 电火花打点计时器、纸带、小车、一端附有定滑轮的长木板、钩码（槽码）、细绳、刻度尺等
教学活动设计
教师活动学生活动 学习评价环节一：创设情境引入新课 2018年举行世界上最特殊 的比赛，跑车、飞机、摩托车 比赛直线加速。实际物体的运动大部分都是变速运动，但加速的情况可能不同。那么如何研究物体的变速运动特点？ 设计意图说明：通过播放视频，引入课题，同时激发学生学习兴趣。环节二：确定实验方案仔细观察下列图片，认真参与探究 问题1：本实验要研究的对象是什么？研究目的是什么？需要测量哪些物理量？选用什么器材？ 问题2：请你把自己设计的方案写出来，并和同学交流。 问题3.你能说出实验方案的中具体操作中的关键点吗？1.学生答：小车、小车速度随时间变化的规律、位移和时间、打点计时器和刻度尺 2.设计思路 按教材P34图2.1-1所示的装置完成探究实验，小车作为研究对象，测出小车速度。 方案：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。 如果用打点计时器测量速度，就可以如图 2.1-1 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 3.小组代表回答后，教师给予补充。评价1 评价内容：针对各小 组提出的实验设计思 路、探究方案可行性 及小组合作表现给出 评价。 评价方式：小组互评 +教师点评 评价等级 合格：具有控制变量 的意识，在教师引导 下，基本能提出设计 思路和可行性实验方 案，具有与他人交流、 讨论问题的意识。 良好：根据探究问题， 提出设计思路，基本 能自主设计可行性实 验方案，并能确定关 键步骤，有较强的学 习和探究的兴趣。 优秀：根据探究问题， 提出并准确表述设计 思路，能自主设计可 行性实验方案，并能 确定关键步骤，能对 已有方案提出创新， 小组合作积极，探究 欲望强。设计意图说明：突出问题导向，强调在真实问题情境下，以实验为载体发展学生的 科学探究能力、科学推理与论证能力，进一步认识速度与时间的关系，意在落实 学习目标1。环节三：进行实验 问题：上图实验中,如何测量小车的位移和时间？ ①引导学生分析减小误差的方法。 巡视学生实验，帮助学生指出不足。 选择有代表性的小组，把数据填入表格。 学生动手做实验，并把测得数据填入表格。评价2 评价内容：针对各小 组实验过程中实验操 作的规范性及优化能 力，小组合作表现给 出评价。 评价方式：小组互评 +教师点评 评价等级： 合格：在教师引导下， 基本能使用给定器材 按步骤进行操作。能 对获得数据初步整理; 具有与他人交流成果、 讨论问题的意识。 良好：能自主根据实 验探究方案，使用给 定器材按步骤规范操 作，对获得数据能进 行定性分析；小组合 作积极，配合较好。 优秀：能自主根据实 验探究方案，使用给 定的器材按步骤规范 操作，对能对获得正 确数据进行定性分析， 发现其中的部分规律； 小组合作积极，配合 密切。设计意图说明：通过学生动手做实验，发展学生科学思维，培养学生求真求实严谨 的科学态度，提升学生动手操作和合作能力，意在落实本节课的学习目标1、3。环节四：实验数据的分析、处理及实验结论 问题1.分析表格实验数据,如何直观判断小车速度与时间的定量关系？ 教师可利用代表性的小组实验数据填写表格，利用计算机生成图像。 问题2.通过实验探究，说出得出的实验结论。 问题3.说出造成实验误差的可能原因与减小方法。（教师引导并修正）1.学生绘制v-t图像。 是一条过原点的倾斜直线，得出v与t正比关系。 3.结论：速度随时间均匀增加，加速度恒定。 4.可能原因与方法： ①计数点间距测量不准，可多次测量求平均值。 ②速度计算不准，画v-t图像不准确。评价3 评价内容：对实验数 据的分析和处理，获 得的结论，误差来源 以及减小误差的方法 进行评价。 评价方式：小组互评 +教师点评 评价等级： 合格：在教师引导下， 基本能对数据进行作 图，通过分析图像， 得出初步结论；能说 出实验探究中造成误 差部分可能原因。 良好：能自主对数据 作图分析，发现特点， 形成正确结论；能说 出实验探究中存在部 分误差的可能原因和 减小误差方法。 优秀：能自主对数据 作图分析，主动转换 自变量（化曲为直）， 发现其中规律，得出 正确的结论;能说出实 验探究中存在误差的 可能原因和减小误差 方法。设计意图说明：引导学生对实验数据进行分析处理，得出结论。既突出了学生学 习的主体性，又调动了学生学习的积极性。对学生学习目标的达成及终生学习都 有着积极的意义，意在落实本节课的学习目标2。
板书设计
作业与拓展学习设计
基础类 1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中： (1)下列哪些器材是多余的：________。 ①电磁打点计时器 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)为达到实验目的，还需要的器材是：____________。 2．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上________。（学习目标1、2） A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 B．把打点计时器固定在长木板没有定滑轮的一端，并连好电路 C．换上新的纸带，再重做两次 D．把长木板平放在实验桌上，并使定滑轮伸出桌面 E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动 F．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码 G．断开电源，取出纸带 3.列车沿长直坡路向下行驶。开始时速度表上的示数是54 km/h，以后每5 s 读取一次数 据，见表2。 ( 1 )在表2 中填写以m ·s-1 为单位表示的速度值。 ( 2 )作出列车速度与时间关系的 v-t 图像。（学习目标1、2） 探究类 4.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得x1＝1.40 cm，x2＝1.90 cm，x3＝2.38 cm，x4＝2.88 cm，x5＝3.39 cm，x6＝3.87 cm。已知打点周期为0.02 s，那么： (1)在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1＝________ cm/s，v2＝________ cm/s，v3＝______ cm/s，v4＝________ cm/s，v5＝________ cm/s。 (2)在平面直角坐标系中作出v t图象(保留描点痕迹)。 (3)分析小车运动速度随时间变化的规律。（学习目标1、2） 拓展类 5.为研究实验小车沿斜面向下运动的规律， 把打点计时器纸带的一端固定在小车上，小车 拖动纸带运动时，纸带上打出的点如图2.1-5 所示。（学习目标1、2） ( 1 )某同学用以下方法绘制了小车运动的 v-t 图像。先把纸带每隔0.1 s 剪断，得到若干短 纸条。再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这 些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间。 最后将纸条上端中心连起来，于是得到 v-t 图 像。请你按以上办法(用张薄纸压在图 2.1-5 上，复制得到纸带)绘制这个v-t 图像。 ( 2 )这样做有道理吗？说说你的看法。 实践类 4.课后完成实验报告。
特色学习资源分析、技术手段应用说明（结合教学特色和实际撰写）
教学反思与改进
本节实验课在第一章的基础上，进一步研究物体运动的速度与时间的规律，学生基本能掌握实验内容、步骤及数据处理，但在用图像处理数据时存在较多问题，需加以说明，并通过习题来巩固.
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