2024-2025學(xué)年高中物理 第2章 1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律教學(xué)實錄 新人教版必修1

2024-2025學(xué)年高中物理第2章1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律教學(xué)實錄新人教版必修1授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間課程基本信息1.課程名稱：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

2.教學(xué)年級和班級：高中一年級全體學(xué)生

3.授課時間：2024年9月20日星期五下午第三節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：1課時核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)收集和分析，提高學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。

2.增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)思維，引導(dǎo)學(xué)生運用控制變量法、歸納推理等方法，形成科學(xué)探究的思維方式。

3.提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，讓學(xué)生認(rèn)識到實驗在科學(xué)探究中的重要性，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)精神。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

-理解小車速度隨時間變化的規(guī)律，掌握勻速直線運動和勻加速直線運動的速度-時間圖像。

-學(xué)會使用打點計時器測量時間間隔，并計算小車在不同時間點的速度。

-理解并應(yīng)用位移-時間圖像和速度-時間圖像之間的關(guān)系，能夠根據(jù)圖像分析運動規(guī)律。

2.教學(xué)難點：

-正確操作打點計時器，確保打點均勻且清晰，這對于后續(xù)數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。

-在處理實驗數(shù)據(jù)時，如何準(zhǔn)確讀取紙帶上的點，并計算出小車在各個時間間隔內(nèi)的位移和速度。

-分析速度-時間圖像時，如何識別圖像的斜率，并將其與加速度聯(lián)系起來。

-理解圖像中的曲線斜率變化所代表的物理意義，例如加速度的恒定與變化。

-在實驗中如何減小誤差，提高實驗結(jié)果的可靠性。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.實驗法：通過小車速度隨時間變化的實驗，讓學(xué)生親自動手操作，體驗科學(xué)探究過程。

2.講授法：結(jié)合實驗現(xiàn)象，講解速度-時間圖像的物理意義和計算方法。

3.討論法：引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行討論，分析誤差來源，提高分析問題、解決問題的能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體展示：利用PPT展示實驗原理、步驟和結(jié)果，提高教學(xué)直觀性。

2.實驗軟件：使用實驗數(shù)據(jù)處理軟件，幫助學(xué)生快速準(zhǔn)確地處理實驗數(shù)據(jù)。

3.教學(xué)視頻：播放相關(guān)教學(xué)視頻，幫助學(xué)生理解實驗原理和操作步驟。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

-開始上課，以提問方式引導(dǎo)學(xué)生回顧速度、加速度等物理概念，提問：“大家是否記得物體在運動過程中速度是如何變化的？”

-通過生活中的實例引入本節(jié)課的主題：“同學(xué)們，我們在日常生活中，如乘坐電梯時，會有這樣的體驗：當(dāng)電梯啟動加速上升時，我們會有向上的推背感，這是因為加速度的存在。那么，今天我們就來探究一下物體速度隨時間變化的規(guī)律。”

-引出實驗主題：“為了直觀地展示這一規(guī)律，我們將通過實驗探究小車在不同加速度下速度隨時間的變化情況?！?/p>

2.新課講授

-第一部分：介紹實驗原理

-講解打點計時器的原理及其在測量時間間隔中的應(yīng)用。

-講解勻速直線運動和勻加速直線運動的特點，強(qiáng)調(diào)加速度與速度-時間關(guān)系。

-舉例說明如何根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制速度-時間圖像，并分析圖像的特點。

-用時：10分鐘

-第二部分：實驗步驟和注意事項

-詳細(xì)講解實驗步驟，包括準(zhǔn)備實驗器材、連接電路、放置小車、打點計時器調(diào)試等。

-強(qiáng)調(diào)實驗過程中的安全操作，如避免實驗器材的碰撞，確保電路連接正確。

-說明實驗中可能遇到的問題及解決方案。

-用時：10分鐘

-第三部分：數(shù)據(jù)處理和分析

-演示如何從打點紙帶上讀取數(shù)據(jù)，包括計算時間間隔、位移等。

-引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)，如何通過數(shù)據(jù)處理得到速度和加速度，以及如何根據(jù)速度-時間圖像確定加速度。

-用時：15分鐘

3.實踐活動

-學(xué)生分組進(jìn)行實驗操作，按照教師講解的步驟進(jìn)行實驗。

-觀察學(xué)生操作，及時發(fā)現(xiàn)并糾正操作中的錯誤，如電路連接不當(dāng)、小車放置不平穩(wěn)等。

-指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，引導(dǎo)學(xué)生運用控制變量法確保實驗的準(zhǔn)確性。

-用時：15分鐘

4.學(xué)生小組討論

-舉例：如何通過實驗驗證加速度的定義？

-學(xué)生討論如何調(diào)整實驗參數(shù)來驗證加速度恒定的假設(shè)。

-學(xué)生分析如何處理實驗中的異常數(shù)據(jù)。

-學(xué)生討論如何根據(jù)實驗結(jié)果判斷加速度的大小和方向。

-舉例：實驗過程中出現(xiàn)了數(shù)據(jù)不符預(yù)期的情況，應(yīng)該如何處理？

-學(xué)生討論可能的誤差來源和修正方法。

-學(xué)生探討如何通過改進(jìn)實驗步驟來減少誤差。

-學(xué)生交流在實驗過程中遇到的困難和解決方案。

-舉例：如何根據(jù)速度-時間圖像計算物體的位移？

-學(xué)生討論圖像的物理意義，以及如何利用圖像進(jìn)行計算。

-學(xué)生實踐如何將速度-時間圖像轉(zhuǎn)化為位移-時間圖像。

-學(xué)生分析不同運動情況下的位移計算方法。

-用時：15分鐘

5.總結(jié)回顧

-對本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行回顧，強(qiáng)調(diào)勻加速直線運動的特點和速度-時間圖像的應(yīng)用。

-通過提問引導(dǎo)學(xué)生思考：如何利用速度-時間圖像分析物體的運動情況？

-學(xué)生分享實驗心得，總結(jié)實驗中的發(fā)現(xiàn)和問題。

-對實驗中可能出現(xiàn)的誤差進(jìn)行總結(jié)，提出改進(jìn)措施。

-用時：5分鐘

總計用時：45分鐘教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-物理史實：介紹伽利略對自由落體運動的研究，以及他如何通過斜面實驗來減緩重力作用，從而更精確地測量時間。

-物理概念：探討加速度與力的關(guān)系，介紹牛頓第二定律，并解釋如何通過實驗驗證力的作用效果。

-科學(xué)探究方法：分析控制變量法在實驗中的應(yīng)用，以及如何通過實驗設(shè)計來排除干擾因素。

-相關(guān)物理現(xiàn)象：探討拋物運動中的速度-時間關(guān)系，以及如何通過實驗驗證拋物運動的軌跡。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過閱讀相關(guān)物理歷史書籍，了解科學(xué)家在探究速度與時間關(guān)系方面的貢獻(xiàn)。

-學(xué)生可以嘗試設(shè)計簡單的實驗，如利用不同質(zhì)量的物體在斜面上滑下，觀察速度與時間的關(guān)系，以加深對加速度概念的理解。

-學(xué)生可以通過在線教育資源，如教育平臺上的視頻講座，來學(xué)習(xí)更多關(guān)于物理實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析的知識。

-學(xué)生可以參與學(xué)校的物理興趣小組，與其他同學(xué)一起討論實驗中的問題，并共同尋找解決方案。

-學(xué)生可以通過實際操作，如使用傳感器和計算機(jī)軟件，來收集和分析實驗數(shù)據(jù)，提高實驗技能和數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。

-學(xué)生可以研究不同類型的運動，如圓周運動、簡諧運動等，分析這些運動的速度-時間關(guān)系，并嘗試?yán)L制相應(yīng)的圖像。

-學(xué)生可以閱讀有關(guān)物理學(xué)理論的科普文章，了解物理學(xué)在科技發(fā)展中的應(yīng)用，激發(fā)對物理學(xué)的興趣。

-學(xué)生可以通過制作物理模型，如小車運動模型，來直觀地展示速度-時間關(guān)系，加深對物理概念的理解。

-學(xué)生可以參與物理競賽，如物理奧林匹克競賽，通過解決實際問題來提升自己的物理思維能力和實驗技能。板書設(shè)計①物理概念

-速度：物體單位時間內(nèi)通過的路程。

-加速度：物體單位時間內(nèi)速度的變化量。

②實驗原理

-打點計時器：用于測量時間間隔。

-位移-時間圖像：展示物體位移隨時間變化的規(guī)律。

-速度-時間圖像：展示物體速度隨時間變化的規(guī)律。

③實驗步驟

-準(zhǔn)備實驗器材：打點計時器、小車、紙帶、電源等。

-連接電路：確保打點計時器正常工作。

-放置小車：確保小車平穩(wěn)放置在實驗軌道上。

-打點計時：記錄紙帶上的點，計算時間間隔。

-數(shù)據(jù)處理：計算位移和速度，繪制速度-時間圖像。

④圖像分析

-斜率：表示加速度的大小。

-直線：表示勻速直線運動。

-曲線：表示勻加速直線運動。

⑤誤差分析

-系統(tǒng)誤差：由實驗裝置或方法引起的誤差。

-隨機(jī)誤差：由實驗操作或環(huán)境因素引起的誤差。

⑥實驗總結(jié)

-驗證勻加速直線運動的速度-時間關(guān)系。

-掌握實驗數(shù)據(jù)處理和分析方法。課堂1.課堂評價

課堂評價是教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，通過以下幾種方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行全面評估：

-提問：在課堂教學(xué)中，通過提問來檢驗學(xué)生對知識點的掌握程度。例如，在講解速度-時間圖像時，可以提問：“如何從速度-時間圖像中判斷物體的運動狀態(tài)？”這樣的問題可以幫助學(xué)生鞏固對圖像的理解和應(yīng)用。

-觀察：教師在課堂上通過觀察學(xué)生的實驗操作、討論參與度以及解決問題的能力來評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。例如，在實驗環(huán)節(jié)，觀察學(xué)生是否能夠按照步驟正確操作打點計時器，是否能夠獨立分析實驗數(shù)據(jù)。

-小組討論：通過小組討論的評價，可以了解學(xué)生在團(tuán)隊協(xié)作中的表現(xiàn)，以及他們是否能夠有效地溝通和交流。例如，可以評價學(xué)生在討論中是否能夠提出有建設(shè)性的意見，是否能夠傾聽他人的觀點。

-實驗報告：學(xué)生完成實驗后，需要提交實驗報告，報告中包括實驗?zāi)康?、步驟、數(shù)據(jù)、分析等內(nèi)容。教師通過批改實驗報告，可以了解學(xué)生是否能夠準(zhǔn)確地記錄實驗數(shù)據(jù)，是否能夠正確分析實驗結(jié)果。

-課堂測試：定期進(jìn)行課堂小測驗，檢驗學(xué)生對知識點的短期記憶和理解程度。例如，可以出一些與速度-時間圖像相關(guān)的選擇題，讓學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成。

-學(xué)生自評與互評：鼓勵學(xué)生進(jìn)行自我評價，反思自己在課堂上的表現(xiàn)，同時也可以組織學(xué)生之間互相評價，促進(jìn)學(xué)生的自我反思和交流。

2.作業(yè)評價

作業(yè)評價是對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一種延伸，以下是一些作業(yè)評價的具體措施：

-作業(yè)批改：教師對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，對錯誤進(jìn)行標(biāo)注，并給出修改建議。例如，在處理速度-時間圖像的作業(yè)中，教師需要檢查學(xué)生是否能夠正確繪制圖像，是否能夠正確計算斜率。

-作業(yè)點評：在批改作業(yè)的同時，教師應(yīng)給予學(xué)生個性化的點評，指出他們的優(yōu)點和需要改進(jìn)的地方。例如，對于能夠獨立完成實驗報告的學(xué)生，可以給予肯定；對于在圖像繪