《科學探究 速度的變化》教案

第四節(jié)科學探究：速度的變化-掌門1對1一、教學目標【知識與技能】1．將物體運動所經(jīng)歷時間或路程分解為若干段，測量不同階段物體的運動速度2．通過實驗測量數(shù)據(jù)，會正確記錄數(shù)據(jù)【過程與方法】1．知道個人見解的正確與否必須通過實驗來證明2．使學生初步經(jīng)歷科學探究過程3．學會通過實驗收集信息的一些基本方法【情感、態(tài)度與價值觀】樹立不迷信權威、不迷信書本，以及實踐是檢驗真理的唯一標準的思想二、教學重難點重點：使學生初步經(jīng)歷科學探究過程難點：學會通過實驗收集信息的一些基本方法三、課時安排1課時四、教與學互動設計（一）創(chuàng)設情景，導入新課【導語一】我們學校即將開展秋季運動會，為了使我們班在這次運動會中，短跑方面能取得優(yōu)異的成績，我們需要選拔出跑步速度最快的同學來參加，大家有什么好的辦法嗎？由此引入新課——科學探究：速度的變化【導語二】提問：通過前一節(jié)的學習，如何比較物體運動的快慢呢？今天，我們就要把所學的知識，應用到現(xiàn)實生活中，來比較一下兩位同學跑步的快慢。（二）合作交流，解讀探究一、簡要講解1．本節(jié)探究什么問題?【點撥】課本從四位學生參加校運動會進行4×l00m接力賽跑的賽前訓練，引出探究速度變化的問題。這是從生活實際中提出來的問題，探究這個問題對提高訓練成績，在運動會中能否取得優(yōu)異成績有一定的意義。2．怎樣收集證據(jù)【說明】從科學的角度來講，人們對一個問題所做的解釋，發(fā)表的見解都是個人觀點或看法。這些觀點或看法是否正確需要尋找證據(jù)來證明。怎樣收集證據(jù)呢?【點撥】①收集證據(jù)可以先尋找別人對這個問題的研究成果。這種證據(jù)可以從圖書館、互聯(lián)網(wǎng)或書店等處收集。②自己做實驗收集證據(jù)。二、設計實驗方案學生從課本中的兩個問題中，任選一個問題【提示】可以參考第三節(jié)中“探究小汽車行駛時速度的變化”的做法設計探究方案，且允許學生討論。三、匯報探究方案學生匯報探究方案，就是交流探究方案。教師應引導學生對探究方案進行評價。四、制定實驗方案將學生的探究方案歸納整理成下面的實驗方案：1．探究小球沿斜坡下滑的速度變化情況提出問題：小球沿斜坡下滑的速度變化情況是怎樣的?制定計劃與設計實驗：實驗器材：斜槽(如圖所示)、擋板、小鋼球、計時器【點撥】將斜槽分成五等分，并裝上擋板。讓小球從同一高度滾下，分別測出小球通過每一等份所用的時間。然后算出各段平均速度。進行實驗與收集證據(jù)：(1)用兩塊板和木塊搭成如圖所示的斜槽。并將斜槽的長度五等份。記下每等份的長度。并在2、3、4、5位置處釘上釘子，再用一塊小薄木板做擋板。(2)將擋板放在位置2處，讓小球從位置l處滾下，記下小球到位置2處的時間。(3)將擋板放在位置3處，讓小球從位置1滾下，記下小球到位置3處的時間。(4)將擋板放在位置4處，讓小球從位置l滾下，記下小球到位置4處的時間。(5)讓小球從位置1處滾下，記下小球到達位置5處的時間。實驗記錄：路程／m時間／s實驗結論：_________________________________________________________2．探究學生在100m跑的過程中速度變化情況提出問題：學生在100m跑的過程中速度是怎樣變化的?制定計劃與設計實驗：(1)先將運動員跑步的路程分為長度相同的幾段，分別測出運動員跑完(2)實驗器材：皮卷尺、石灰、計時器、發(fā)令槍。進行實驗與收集證據(jù)：(1)在操場跑道上量出100m路程，每隔10m用石灰作一記號。(2)選10位計時員分別站在10m、20m、30m……100m處計時。(3)在同學中選出男、女運動員各1名。(4)男、女運動員分別跑完100m路程，計時員記下時間。實驗記錄：10m10m10m10m10m10m10m10m10m10m男女實驗結論：___________________________________________________________五、學生實驗1．小球沿斜坡下滑的速度是否變化?如何變化?【提示】此實驗在實驗室做2．同學在100m跑的過程中速度是否變化?如何變化?【提示】此實驗在操場上進行六、探究結果交流學生匯報探究結果，并對探究結果進行評估【拓展】教師提供對著名短跑運動員卡爾·劉易斯跑100m的研究情況資料著名短跑運動員卡爾·劉易斯曾以9．86s跑完100m。他在這次賽跑中，從起點算起每10m所用時間分別是1．88s、1．08s、0．92s、0．89s、0．84s、0．84s、0．84s、0．83s，最后20m用了1．74s。根據(jù)這組數(shù)據(jù)回答下列問題：(1)卡爾·劉易斯的速度是怎樣變化的?(2)從這組數(shù)據(jù)可以算出，他們跑完100m的平均速度是_____m／s，平均速度最小的是第_____個10m，平均速度最大的是第_____個10m。（三）應用遷移，鞏固提高【例1】物體做勻速直線運動，路程與時間的關系為s=vt，如圖所示，甲、乙兩直線分別是兩運動物體的路程s和時間t關系的圖象，由圖上可知兩運動物體的速度大小關系是（）A．v甲>v乙B．v甲<v乙C．v甲=v乙D．條件不足、不能確定【解析】在“路程－時間”圖象中，比較速度的大小，有兩種方法：（1）取相同的時間，比較路程；（2）取相同的路程，比較時間。下面我們采用第1中方法來求解。如圖所示，當t相同時，s甲>s乙，所以v甲>v乙，因此選擇A。若采用第2中方法，結果也是v甲>v乙。【答案】A【變式題1】(05年福州市(課改實驗區(qū)))如圖所示，甲、乙兩物體運動速度隨時間變化的圖象，根據(jù)該圖象，可以獲取兩物體運動情況的信息有：（1）甲物體速度比乙物體速度；（2）兩物體都做運動?！窘馕觥勘绢}中為“速度－時間”圖象，根據(jù)圖象可知甲物體速度為15m/s，乙物體的速度為10m/s，且隨著時間的推移，速度都保持不變。【答案】（1）大；（2）勻速直線?！咀兪筋}2】（05年淮安）課外活動時，小明和小華均在操場上沿直線進行跑步訓練。在某次訓練中，他們通過的路程和時間的關系如圖所示，則下列說法中正確的是（）A.兩人都做勻速直線運動B.兩人都不是做勻速直線運動C.前2s內(nèi)，小明跑得較快D.全程中，兩人跑步的平均速度相同【解析】本題為“路程－時間”圖象，小明的圖象為直線，在數(shù)學上稱為一次函數(shù)圖象，即路程和時間是成正比，因此小明做勻速直線運動。小華的圖象為曲線，通過圖象可看出，隨著時間的推移路程變化不均勻，先快后慢，因此小華做的是變速直線運動，因此選項A和B都不對。用前面例3的分析方法，可知前2秒，小華跑得快，因此選項C也不對。用公式，可分別求出小華和小明的速度，結果都為5m/s，因此選項D是正確的?！敬鸢浮緿【例2】（05年常州）常州市輕軌列車交通方案日前已通過專家論證(預計2010年左右施工)，其中l(wèi)號線的起點站是新區(qū)新港，途經(jīng)龍虎塘、火車站、同濟橋、湖塘等4個站點，終點站是武南，全長40km。設輕軌列車在相鄰兩站點間運行的平均速度為80km/h，中途每站?？?min。一輕軌列車早晨8：00從新區(qū)新港站出發(fā)，問何時就能抵達武南站？【解析】本題中，輕軌列車從起點出發(fā)抵達武南站所用的時間包括列車行駛時間和?？繒r間兩部分組成。列車行駛時間，可用求得，列車從起點到終點共有4個站點需要停靠，因此?？繒r間為4×3min＝12min?！敬鸢浮拷猓哼\行時間?？繒r間t2＝4×3min＝12min總時間t＝t1＋t2＝30min＋12min＝42min即8：42就能抵達武南站答：列車8：42就能抵達武南站?！咀兪筋}】某班同學在用皮尺和秒表測平均速度時，四位記時員記錄了王軍同學跑步通過10m、20m、30m、40m處的時刻，并記錄在下表中：路程(m)10203040時刻(s)3.25.36.89.2根據(jù)上面數(shù)據(jù)，計算出王軍同學各段的平均速度：（1）從起點到10m處的平均速度為m／s（2）從10m處到20m處的平均速度為m／s（3）從20m到40m處的平均速度為m／s（4）全程的平均速度為m／s【解析】可以用來求平均速度，求解時要注意“同時性”，即求某一段路程s的平均速度時，時間t一定是這段路程s所用的時間?！敬鸢浮浚?）（2）（3）（4）（四）總結反思，拓展延伸【總結】1．本節(jié)課我們探索了速度的變化，但速度的變化不僅僅是大小的變化，還有方向的變化，速度是有方向的，速度方向的變化也屬于速度變化。2．本節(jié)探究速度變化的思路是：提出問題→設計實驗方案→交流評估實驗方案→進行實驗與收集證據(jù)→交流實驗結果【拓展】為了更加直觀的研究物體的速度變化情況，物理學中，通常采用圖象法。例如：可以將物體的運動情況繪制成“路程－時間”圖象和“速度－時間”圖象。如圖甲所示，在“路程－時間”圖象中，a表示物體做勻速直線運動，b表示物體靜止（因為隨著時間的推移，路程不變），c表示物體做變速運動。在圖象中，對于勻速直線運動速度的大小比較，可以采用比較圖象和時間軸夾角的方法，夾角越大，速度越大。如圖乙所示，在“速度－時間”圖象中，a表示物體做加速運動（因為隨著時間推移速度不斷增加），b表示物體做勻速直線運動，c表示物體做減速運動。（五）當堂檢測反饋1．寓言《龜兔賽跑》中說：烏龜和兔子同時從起點出發(fā)，兔子在遠遠超過烏龜時，便驕傲地睡起了大覺。這一覺醒來，發(fā)現(xiàn)烏龜已悄悄地爬到了終點，后悔不已。在整個賽跑過程中()A．兔子始終比烏龜跑得快B．烏龜始終比兔子跑得快C．兔子的平均速度大D．烏龜?shù)钠骄俣却蟆敬鸢浮緿2．某物體做變速直線運動，已知它在前一半路程的速度為4m/s，后一半路程的速度為6mA．4m／sB．4．8m／sC．5m／sD．6m／s【答案】B3．有一物體從A點出發(fā)沿直線ABC作由慢到快的變速直線運動，測得它在BC段所用的時間為0．5s，BC段長為2m。那么物體在從A到C的這段路程中的平均速度可能為()A．2m／sB．4m／sC．4．5m／sD．5m／s【解析】物體做由慢到快的變速直線運動，因此在AB段的平均速度小于BC段的平均速度，而全程平均速度介于二者之間，而可算出BC段的平均速度為4m/s，因此A到C全程的平均速度小于4m/s?！敬鸢浮緼4．(2004年黃岡)用圖象可以表示物體的運動規(guī)律，在圖中用來表示勻速直線運動的是()【解析】圖A表示速度大小不變，圖C表示路程與時間成正比．【答案】AC5．把一支粉筆豎直向上拋，在粉筆上升到最高點的過程中，速度是如何變化的？粉筆在下落的過程中，速度又是如何變化的？【答案】上升過程中：速度越來越小，直到最高點，速度為零；下落的過程中：速度越來越快。五、資