實(shí)驗(yàn)探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律-【新教材】人教版高中物理必修教案

第二章第一節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律【教學(xué)目標(biāo)】1.進(jìn)一步熟練打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用。2.加深學(xué)習(xí)利用紙帶求某時(shí)刻瞬時(shí)速度的方法。3.進(jìn)一步提高用描點(diǎn)法作圖的能力。【核心素養(yǎng)發(fā)展】核心知識(shí)1.進(jìn)一步熟練打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用。2.加深學(xué)習(xí)利用紙帶求某時(shí)刻瞬時(shí)速度的方法。3.進(jìn)一步提高用描點(diǎn)法作圖的能力。核心能力1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)電路的連接練習(xí)動(dòng)手能力，體會(huì)科學(xué)家的不容易。2.學(xué)會(huì)如何更好的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?？茖W(xué)品質(zhì)1.通過(guò)對(duì)紙帶的處理，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖象展現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，能使學(xué)生靈活地運(yùn)用科學(xué)方法來(lái)研究問(wèn)題，解決問(wèn)題，提高創(chuàng)新意識(shí)。2.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)位移和時(shí)間是一個(gè)很有趣且不是很難的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解探究的過(guò)程。【教學(xué)重點(diǎn)】1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用。2．畫(huà)物體的速度—時(shí)間圖象。【教學(xué)難點(diǎn)】1．對(duì)紙帶數(shù)據(jù)的處理。2．用計(jì)算機(jī)繪制v-t圖象。【教學(xué)方法】教師啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。探究法、討論法、實(shí)驗(yàn)法。（一）新課導(dǎo)入1、電火花計(jì)時(shí)器使用電源，當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，每隔打一次點(diǎn)，打點(diǎn)時(shí)間間隔由決定（選填“電壓大小”或“電源頻率”）。2、下圖為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶的一部份，點(diǎn)間時(shí)間隔為T(mén)，盡可能精確測(cè)B點(diǎn)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式是VB=______________AABCDOEx5x4x1x2x33、本實(shí)驗(yàn)用到的儀材有______________________________（二）新課內(nèi)容一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄啃≤?chē)速度隨變化的規(guī)律。二．實(shí)驗(yàn)原理利用打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù)，以尋找小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。三．實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓電源、紙帶、帶滑輪的長(zhǎng)木板、小車(chē)、、細(xì)線、復(fù)寫(xiě)紙片、。四．實(shí)驗(yàn)步驟1．實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備電路的連接（1）如圖2-1-1所示，把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路。（2）．把一條細(xì)線拴在小車(chē)上，使細(xì)線跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的。把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端固定在小車(chē)的后面。2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程（1）把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通，后放開(kāi)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源。換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。（2）從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開(kāi)頭比較密集的點(diǎn)跡，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)點(diǎn)做計(jì)時(shí)起點(diǎn)。為了測(cè)量方便和減少誤差，通常不用每打一次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位，而用每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位，就是T=s×5=s。3．?dāng)?shù)據(jù)處理（1）利用紙帶計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離x1、x2、x3……和相對(duì)應(yīng)的時(shí)間，根據(jù)第一章用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度的方法,得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，……其中Ｔ＝；求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度后，由加速度的定義：計(jì)算出小車(chē)做直線運(yùn)動(dòng)的加速度a。（2）將得到的瞬時(shí)速度值分別填入下表：小車(chē)在幾個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度位置編號(hào)012345時(shí)間t/s0v1/(m?s-1)v2/(m?s-1)v3/(m?s-1)（3）作出速度—時(shí)間圖象運(yùn)用“擬合”描點(diǎn)法畫(huà)v-t圖象：在科學(xué)上,為了描述實(shí)驗(yàn)中測(cè)量量之間的關(guān)系,先將其在坐標(biāo)系中描點(diǎn),然后用一條曲線(包括直線)“擬合”這些點(diǎn),使畫(huà)出的曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同,這種描點(diǎn)方法叫擬合描點(diǎn)法。每次實(shí)驗(yàn)，描出的幾個(gè)點(diǎn)都大致在一條直線上，由于實(shí)驗(yàn)誤差是不可避免的,所以有些點(diǎn)會(huì)落在直線的左邊,有些點(diǎn)落在了直線的右邊，如果是沒(méi)有誤差的理想情況，這些點(diǎn)才能全部落在直線上。需要注意的是,如果在擬合這些點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)某一個(gè)點(diǎn)離散得較多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了擬合曲線，則說(shuō)明此點(diǎn)反映的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在問(wèn)題，應(yīng)重做這一步實(shí)驗(yàn)或舍去此點(diǎn)。（4）作出v-t圖象，通過(guò)觀察思考，找出這些點(diǎn)的分布規(guī)律，圖線的斜率就是小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度。五．注意事項(xiàng)開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí)，應(yīng)使小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。先接通電源，計(jì)時(shí)器工作后，再放開(kāi)小車(chē)，當(dāng)小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)及時(shí)斷開(kāi)電源。要防止鉤碼落地和小車(chē)跟滑輪相撞，當(dāng)小車(chē)到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它。牽引小車(chē)的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過(guò)大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者加速度太小而使各段位移無(wú)多大差別，從而使誤差增大。加速度的大小以能在60cm長(zhǎng)的紙帶上清楚地取得六七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。5．要區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)和人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)。一般在紙帶上每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，間隔為s。應(yīng)用點(diǎn)一：實(shí)驗(yàn)器材的選擇例1：在下列給出的器材中，選出“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中所需的器材填在橫線上（填編號(hào)）.①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器②天平③低壓交流電源④低壓直流電源⑤細(xì)繩和紙帶⑥鉤碼和小車(chē)⑦秒表⑧一端有滑輪的長(zhǎng)木板⑨刻度尺選出器材是____________.解析：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，所用電源是低壓交流電源，因此④⑦不選.該實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)量質(zhì)量，因此②不選.答案：①③⑤⑥⑧⑨點(diǎn)評(píng)：要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選取，首先要理解實(shí)驗(yàn)的原理，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行記憶.拓展練習(xí)1－1：在下列所給器材中，本實(shí)驗(yàn)所需的器材有____________；為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，還應(yīng)增添____________.①電磁打點(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(chē)⑦鉤碼⑧秒表⑨一端有滑輪的長(zhǎng)木板拓展練習(xí)1－1：①④⑤⑥⑦⑨低壓交流電源和刻度尺應(yīng)用點(diǎn)二：熟悉實(shí)驗(yàn)操作步驟例2：在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作中有以下實(shí)驗(yàn)步驟，其中有錯(cuò)誤或遺漏的步驟有（遺漏步驟可編上序號(hào)G、H……）______________________.A.拉住紙帶，將小車(chē)移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先放開(kāi)紙帶，再接通電源B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電路C.把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)?shù)你^碼D.取下紙帶E.將平板一端抬高，輕推小車(chē)，使小車(chē)能在平板上做勻速運(yùn)動(dòng)F.將紙帶固定在小車(chē)后部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔將以上步驟完善并按合理的順序?qū)懺跈M線上____________.解析：在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，要先接通電源，再放開(kāi)紙帶.在取下紙帶前要先斷開(kāi)電源.為了減小誤差，應(yīng)重復(fù)3次即打3條紙帶.答案：（1）A中應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)紙帶.（2）D中取下紙帶前應(yīng)先斷開(kāi)電源.（3）補(bǔ)充步驟G：換上新紙帶，重復(fù)3次步驟順序?yàn)椋築FECADG點(diǎn)評(píng)：對(duì)于實(shí)驗(yàn)步驟，同學(xué)們應(yīng)結(jié)合實(shí)際操作掌握.拓展練習(xí)2－1：關(guān)于“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.長(zhǎng)木板不能側(cè)向傾斜B.在釋放小車(chē)前，小車(chē)應(yīng)緊靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器上C.應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)