人教版高中物理必修1第2章第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律教案

第二章
匀变速直线运动的研究
§2.1
实验：探究小车速度随时间变化的规律
一、课标分析：
《普通高中物理课程标准》中对该部分的具体内容标准如下：
1.
巩固打点计时器的使用，纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。
2.
通过实验探究，体验如何从实验研究中心获取数据，学会利用图像处理实验数据的科学方法。
3.
知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。
二、教材分析：
本节是高中物理必修一第二章第一节的内容，意在培养学生实验探究能力，通过实验发现与掌握变速直线运动的速度与时间的关系，并学会实验数据处理的方法。这节课的任务是测量小车的速度，做出小车运动的v-t图像，初步分析小车速度变化的规律。要学生经历实验探究的完整流程，体会从试验中获取数据，做出图像分析图像，寻找规律的科学方法。全章来看本节内容探究匀变速直线运动的速度与时间关系，是匀变速直线运动重要关系之一，为后边进一步研究匀变速直线运动规律做好铺垫。
三、教学目标：
1.
知识与技能
a)
进一步熟练打点计时器的使用。
b)
加深学习利用纸带求某时刻瞬时速度的方法。
c)
进一步提高用描点法作图的能力。
2.
过程与方法
a)
通过对实验过程的探究，了解物理学的研究方法。
b)
认识物理实验和数学工具在物理学发展过程中的作用。
c)
初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
d）通过运用电脑软件处理数据，感受信息技术在物理学习中的作用。
3.
情感态度与价值观
a)
培养严谨求实的实验态度。
b)
通过实验探究培养学习物理和研究物理问题的兴趣，学会探寻物理规律的方法。
c)
学习合作完成实验，交流实验体会。
d）树立远大志向，为实现“中国梦”做好现在的知识学习，能力储备。
四、教学方法
探究实验
、多媒体、讲授、讨论等。
五、教学重点
1．图象法研究速度随时间变化的规律．
2．对运动的速度随时间变化规律的探究
六、教学难点
1．各点瞬时速度的计算．
2．对实验数据的处理、规律的探究
七、学情分析
学生在上一章学习并练习使用了打点计时器，为本节实验探究奠定了一定基础，但使用还不够熟练，需要在本节课进一步熟练强化。而本实验是学生上高中第一次处理数据，描点作图后，通过图像分析物理规律，数形结合，数学与物理的结合是学生要面临的一大考验。
八、教学过程：
1.引入新课，提出问题,猜想假设：通过观看汽车直线加速赛视频，引领学生观察汽车运动特点，并给出一组国产车百公里加速时间，结合生活实际，直观的感受加速运动，并提出本节课要研究的问题：小车在重物牵引下的速度是怎样随时间变化的？
学生：结合视频，小组讨论，给出猜想：小车速度随时间增加。
2.设计实验：学生结合实验目标，自主阅读教材，小组讨论制定详细实验步骤。
教师：将小组设计的实验步骤上传大屏幕，进行组间讨论，修正补充。教师问题引领重点点播注意事项：
问题：放小车前，小车停放在什么位置？为什么？
思考回答：靠近打点计时器，充分利用纸带。
问题：重要的实验顺序？
思考回答：先接通电源，后释放纸带。
问题：为什么实验完成要及时关闭电源？
思考回答：防止打点计时器通电时间过长，发热损坏。
3.进行实验，收集数据：学生分组实验，并及时记录实验中遇到的问题。教师及时指导，共性问题整体提示。
4.
分析与论证：通过问题引领，完成纸带处理，数据计算并填入表格，根据实验数据在坐标纸上
绘制v-t图像。
问题：如何选择纸带？
学生：点迹清晰的。
问题：开始的打点不清晰，如何处理？
学生：舍掉开始密集不清晰的点，从打点清晰的点开始取计数点。
问题：如何选取计数点？相邻计数点时间间隔T=
s。
学生：每隔五个时间间隔取一个计数点，T=0.1s。
问题：如何计算各计数点的瞬时速度？
学生：用平均速度代替中间点的瞬时速度。
将所得各点瞬时速度填入表格中，并在坐标纸上以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，根据表中的v、t数据，在直角坐标系中描点，通过观察思考找出这些点的分布规律，然后用一条平滑曲线“拟合”这些点。
计数点序号
0
1
2
3
4
5
计数点对应时刻（s）
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
通过计数点的速度（m/s）
教师：及时将学生做好的v-t图像上传大屏幕，对出现的问题及时引导纠正：
问题：图线过短过小，是什么原因造成的，如何改正？
学生：要合理选择标度，充分利用坐标纸。
问题：各组对比所画图线，有什么特点，与其他组不同问题出在哪里？
学生：描出的几个点大致都在一条直线上，偏离太远的被我舍去了。我觉得如果没有实验误差的话，函数图象应该是一条直线，所以我就用一条直线去拟合这些点。
用计算机绘制v-t图像：自主阅读教材32页中做一做内容，按照提示将实验数据输入wps表格软件，绘制v—t图像。结合手画的图像与计算机拟合的图像特点，用自己的语言描述小车运动的速度随时间变化的规律。
5．实验结论：大量的实验数据表明：小车速度—时间图象是一条直线。那根据这个函数图象，你能用自己的语言说说小车速度随时间的变化规律吗？
生：从函数图象关系式也知道，速度与时间函数是一次函数，是线性关系，小车速度随时间均匀增加，所以是匀加速。
6评估：1、实验与数据处理过程中用到了哪些减小误差的方法
2、实验中遇到了哪些问题，有没有更好的改进方案（可网上查阅，小组讨论设计）
7.交流与合作：
1、根据实验过程与所得数据，课下小组合作完成实验探究报告。
2、根据问题交流讨论与实验合作过程中自己与小组成员的表现情况，完成个人评价与小组评价。
8．小结：本节课我们通过对：小车速度随时间变化的规律的研究，经历了完整的科学探究流程，也掌握了从生活中发现问题，用科学方法探究问题解决问题的能力。就像课堂刚开始的视频中所展示的，汽车数据。其实说到名车，大家第一想到的基本都是国外品牌，而没有一个国内品牌，作为工业大国的我们还有些技术很落后需要我们努力学习知识，积蓄能力，为实现习总书记提出的：实现中华民族伟大复兴的中国梦，而发奋努力。
九、板书设计
2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律
一、提出问题：小车速度怎样随时间变化？
二、猜想假设：小组讨论
三、设计实验：注意事项
四、进行实验，收集数据：
图像法
五、分析与论证：小车速度随时间均匀增加
六、评估：
七、交流与合作：