《實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律》教案教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)：通過實(shí)驗(yàn)探究物體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、處理信息、做出解釋等科學(xué)探究方面的能力，為建構(gòu)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的模型奠定基礎(chǔ)。描繪物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖像，并通過對(duì)擬合合成的圖像觀察、思考，找出物體速度變化的規(guī)律。經(jīng)歷探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，體會(huì)研究直線運(yùn)動(dòng)的一般思路。學(xué)習(xí)借助計(jì)算機(jī)軟件繪制v-t圖像，并選擇適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)擬合數(shù)據(jù)，得到物體速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。教學(xué)重點(diǎn)：本節(jié)的重點(diǎn)是探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)記錄。教學(xué)難點(diǎn)：本節(jié)的難點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析。教學(xué)過程時(shí)間教學(xué)環(huán)節(jié)主要師生活動(dòng)3實(shí)驗(yàn)思路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)引導(dǎo)要研究小車在重物牽引下速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，你認(rèn)為如何設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)？需要測(cè)量哪些物理量？選用什么器材？請(qǐng)你把自己研究的方案寫出來，并和同學(xué)交流。？實(shí)驗(yàn)方案的要點(diǎn)：要研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，就要想辦法測(cè)量小車在不同時(shí)刻的瞬時(shí)速度，而打點(diǎn)計(jì)時(shí)器具有此功能。把一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，木板上放一個(gè)可以左右移動(dòng)的小車，小車一端連接穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，另一端連接繞過滑輪系有槽碼的細(xì)繩。小車在槽碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，通過研究紙帶上的信息，就可以知道小車運(yùn)動(dòng)的速度是怎樣隨時(shí)間變化的。所用實(shí)驗(yàn)器材總結(jié)小車，一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板，細(xì)繩，槽碼；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，固定夾，電源，電鍵，導(dǎo)線，紙帶。4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟：（強(qiáng)調(diào)操作的規(guī)范）把小車?？吭诳拷螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，連接電路，安裝紙帶，防止質(zhì)量合適的槽碼。接通電路，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定以后松開小車，讓小車帶著紙帶一起運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一行小點(diǎn)，隨機(jī)關(guān)閉電源。增減所掛的槽碼，更換紙帶，再做兩次實(shí)驗(yàn)。用視頻向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)過程。強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)：安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，要使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔沿長(zhǎng)木板的縱軸中心線方向。擺放小車時(shí)，要使小車能沿木板中心線運(yùn)動(dòng)；紙帶穿過限位孔后應(yīng)該展平，以減小和限位孔的摩擦。3數(shù)據(jù)記錄和處理復(fù)習(xí)和使用第一章所學(xué)速度測(cè)量的方法計(jì)算數(shù)據(jù)，包括計(jì)數(shù)點(diǎn)的選取，位移的計(jì)算，速度的計(jì)算，并結(jié)合圖像說明。強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效數(shù)字。8數(shù)據(jù)分析基本的處理方法：（強(qiáng)調(diào)不同的分析方法，強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)方法和物理概念的結(jié)合）表格定性分析。從數(shù)據(jù)上，可以比較直接看出小車的運(yùn)動(dòng)有什么規(guī)律？（速度越來越大，越來越快）。運(yùn)動(dòng)速度的變化有什么規(guī)律？（基本是均勻變化，但是會(huì)有一定誤差）如何比較形象的看出小車速度的變化規(guī)律？（圖像）圖像分析。請(qǐng)同學(xué)們自己建立坐標(biāo)系，對(duì)坐標(biāo)軸進(jìn)行合理標(biāo)度，描出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并分析數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布有什么特點(diǎn)。從圖像求小車運(yùn)動(dòng)的加速度。理解實(shí)驗(yàn)誤差：數(shù)據(jù)點(diǎn)接近于在一條直線上，但是并不完全是，這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)存在各種誤差。如何在有誤差的情況下找出“最合適”的直線？這跟直線的斜率和截距分別有什么物理意義？從三條紙帶的共同規(guī)律，總結(jié)出小車速度隨時(shí)間均勻變化的特點(diǎn)。借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像繪制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析和處理是科學(xué)研究中的重要手段。介紹如何用計(jì)算機(jī)軟件快速獲得數(shù)據(jù)處理結(jié)果。通過計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)處理，讓學(xué)生體驗(yàn)這種方式的便捷和準(zhǔn)確，鼓勵(lì)學(xué)生掌握這種方法，但是也要強(qiáng)調(diào)學(xué)生親自動(dòng)手繪制、擬合圖像和尋找規(guī)律的研究方法和能力培養(yǎng)。2練習(xí)與思考課后練習(xí)第1題，用剪紙帶然后拼貼的方法來得到運(yùn)動(dòng)的v-t圖像，通過動(dòng)畫的演示和實(shí)驗(yàn)方法的講解，幫助學(xué)生理解紙帶信息的解讀與v-t圖像的物理意義。1小結(jié)上一章運(yùn)動(dòng)的描述的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)了如何運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究的方法對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。復(fù)習(xí)了使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量速度的方法，并用它測(cè)量了小車運(yùn)動(dòng)的速度。用v-t圖像分析了小車運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，希望同學(xué)們理解和體會(huì)科學(xué)探究所用的實(shí)驗(yàn)與分析方法，為將來我們深入學(xué)習(xí)和研究更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律做好準(zhǔn)備。課后練習(xí)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)接（直流或交流）電源。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)間隔為_______s。根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可以不利用公式計(jì)算而測(cè)量的物理量是()A．時(shí)間間隔B．位移C．加速度D．平均速度在“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中：（1）從下列器材中，選出實(shí)驗(yàn)所需的器材_______________________；為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模€缺少___________________。①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；②天平；③低壓直流電源；④細(xì)繩；⑤紙帶；⑥小車；⑦鉤碼；⑧秒表；⑨一端有滑輪的長(zhǎng)木板。（2）下列操作中正確的有_________。(填選項(xiàng)代號(hào))A．通過調(diào)節(jié)，使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上B．坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度越小越好C．開始前要先接通電源后松開紙帶，打完點(diǎn)要先斷開電源后取紙帶D．槽碼（或重物）的質(zhì)量越大越好在實(shí)驗(yàn)“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”中，我們采用的正確方法是：（）A.舍掉開頭過于緊密的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)。B.為了實(shí)驗(yàn)精確，選取紙帶上第一個(gè)點(diǎn)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)。C.每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔只能取0.1s。D.每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔可視打點(diǎn)密度而定，可取0.02s、0.04s、…n×0.02s均可。光電計(jì)時(shí)器是一種常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有滑塊從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示出物體的擋光時(shí)間?，F(xiàn)有某滑塊在斜面上滑行，先后兩次通過光電門1和2，計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別是t1＝5×10－2s、t2＝3×10－2s，從光電門1到光電門2所經(jīng)歷的總時(shí)間t＝0.15s，用分度值為1mm的刻度尺測(cè)量小滑塊的長(zhǎng)度d，示數(shù)如圖乙所示。(1)讀出滑塊的長(zhǎng)度d為_________cm。(2)滑塊通過光電門的速度v1、v2分別為_______m/s、__________m/s。(3)滑塊的加速度大小為___________。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))小明同學(xué)拉著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶的一端，向左運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，點(diǎn)跡分布如圖所示，請(qǐng)你由此判斷紙帶的運(yùn)動(dòng)情況是（）A．先勻速直線運(yùn)動(dòng)后減速直線運(yùn)動(dòng)B．先加速直線運(yùn)動(dòng)后勻速直線運(yùn)動(dòng)C．先減速直線運(yùn)動(dòng)后加速直線運(yùn)動(dòng)D．先加速直線運(yùn)動(dòng)后減速直線運(yùn)動(dòng)課后練習(xí)解析和答案答案：交流，0.02。答案：AB答案：（1）①④⑤⑥⑦⑨，交流電源（2）AC解析：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，所用電源為交流電，因此③⑧不用選，但實(shí)驗(yàn)還缺少低壓交流電源，鉤碼的質(zhì)量在實(shí)驗(yàn)中不用測(cè)量，因此②不用選。（2）實(shí)驗(yàn)中要調(diào)節(jié)滑輪的高度使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上，可以減小摩擦，所以A對(duì)；要適當(dāng)?shù)剡x取坐標(biāo)軸的單位長(zhǎng)度使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)，所以B錯(cuò)；開始前要先接通電源后松開紙帶，打完點(diǎn)要先斷開電源后取紙帶，這樣可以使實(shí)驗(yàn)效果更好，所以C對(duì)；鉤碼的質(zhì)量要適中，不要太大也不要太小，以100g左右為宜，所以D錯(cuò)。答案：AD答案：（1）4.42（2）0.881.47（3）解析：（1）由圖可知d＝8.42cm－4.00cm＝4.42cm。（2）通過光電門的速度v1＝eq\f(d,t1)＝0.