9. 测定匀变速直线运动的加速度教学设计第一课时

1.9 测定匀变速直线运动的加速度

教学设计思路： 加速度的内容已在本章第 4 节中出现，这是本章的重点和难点，学生感觉抽象而难以接受，安排本节的内容就是要将这一重点形象化、直观化，将这一难点分散到学生的具体动手操作中去．所以

本课

遵循循序渐进的教学原则，

即：学生相关理论学习──猜想与假设──实践探究──理论分析──运用知识解决实际问题──思考整理所学知识．这一条探究之路，

使学生真正理解

“用打点计时器纸带的方法测量匀变速直线运动的加速度的大小”，发展学生的好奇心和求知欲．本节采用的主要教具是打点计时器，它能够直接得出位移——时间的运动信息，能够培养学生获得信息、处理信息的能力，使学生在理性思维过程中，既动手又动脑，

帮助学生建立自信，促进学生在原有水平上得以发展．

学习任务分析：

1．通过匀变速直线运动加速度的学习，学生已经具备了一定的运用匀变速直线运动知识分析解决问题的能力，通过对匀变速直线运动的加速度测定的探究，可以加深学生对匀变速直线运动的认识，进而加深学生对已有知识的理解，提高分析解决问题的能力．

2．通过学生亲自实践探究、实验探究和共同协作，揭示出匀变速直线运动的判定条件；再通过数据的处理，使学生学会正确利用匀变速直线运动的知识解决实际问题，进一步加深对匀变速直线运动规律的理解，同时使学生体验运用知识解决问题获得成功的喜悦，激发学生学习的兴趣．

学习者分析：

1．学生学完匀变速直线运动加速度的理论知识并学习了相应规律的应用后，尚缺乏灵活应用的能力，对公式的理解还比较粗浅，本节课将帮助学生建立一个生动活泼的场景，利于学生的理解消化．

2．本节课来源于物理实验，但学生对相关数据处理知识的理解较为片面，不能很好地由感性认识提升为理性认识，应通过本节的学习让学生掌握探究学习的一般方法，使其成为终身学习的基础．

教学目标：

1．知识与技能

(1) 了解打点计时器的原理，理解纸带中包含物体运动的信息（时间、位移）．

(2) 会安装打点计时器，并会使用打点计时器和毫米刻度尺测定物体做匀变速直线运动的加速度．

(3) 通过纸带处理记牢匀变速直线运动的判别式：

x2－x1＝x3－x2＝…… ＝at

(4) 知道测量误差和有效数字．

2．过程与方法

(1) 通过讲解打点计时器的原理，使学生了解这种计时仪器．

(2) 通过实验得出物体的运动信息，培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法．

(3) 通过画速度——时间图像，培养学生用图像处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用．

(4) 经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物体运动．

2

3．情感态度与价值观

(1) 使学生理解打点计时器的原理，体会物理原理在解决问题中的指导作用，增强将物理知识应用于生活实际的意识．

(2) 使学生经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥妙．

(3) 使学生体验数据处理的技巧，培养学生用数学方法处理物理问题的意识，以及敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神．

(4) 培养学生合作与交流的精神．

教学准备：

1．学生实验器材：电火花计时器，交流电源，导线，纸带，刻度尺，长木板，小车，钩码．

2．演示器材：

电火花计时器，交流电源，长木板，小车，钩码,幻灯片等．

教学过程：

引入新课

我们学习了匀变速直线运动的一些规律，在现实生活中测定匀变速直线运动物体的加速度是一件很不容易的事情．当物体沿直线运动时，其位移在不断变化．要研究物体的加速度，我们首先要准确记录物体运动的信息，如位移和时间．打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器．那么，知道了位移和时间，就可以计算加速度了．这节课我们通过使用打点计时器测量位移和时间，来计算匀变速直线运动物体的加速度．

讲授新课 一.误差和有效数字

(一)、误差

1、测量值与真实值之间的差异叫做误差。

2、误差按产生的原因可分为系统误差和偶然误差两种。

(1)系统误差: ①、产生原因：由于测量仪器结构缺陷、实验方法粗略或试验原理不完善造成的。

②、特点：当多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。

③、减少方法：改进实验仪器，完善实验原理 (2) 偶然误差: ①、产生原因：由于实验者本身及各种偶然因素造成的。

②、特点：当多次重复同一测量时，有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同

。

③、减少方法：多次测量求平均值。

（二）有效数字

1、凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值（可靠数字）后，再向下估读一位（存疑数字）

。

2、能够反映被测量大小的带有一位存疑数字的全部数字叫做有效数字。

3、运算结果一般可用2~3位有效数字表示。

二、实验:测定匀变速直线运动的加速度

(一) 知识点复习:电火花计时器的使用，如何求某段的平均速度，如何求瞬时速度，怎样判断物体是否在作匀变速直线运动？如何去求匀变速直线运动的加速度? 36页“讨论交流”

(二) 实验目的

(1)用打点计时器研究匀变速直线运动，测定匀变速直线运动的加速度。

(2)掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。

(三) 实验器材 打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细绳、一端附有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、两根导线。

(四) 实验步骤

(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面。把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的砝码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。实验装置如图3～l所示。

(2)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点 计时器就在纸带上打下一系列的点。换上新纸带，重复三次。

(3)从三条纸带中选择一条比较理想的纸

带，舍掉开头比较密集的点子，在后面便于测

量的地方找一个开始点，并把每打5个点的时

间作为一个计时单位，即T=0．02s×5=0.1s。在选好的开始点下面记为0，第6点作为记数点1，依此标出计数点2、3、4、5、6、…。两相邻计数点间的距离用刻度尺测出，分别记作sl、s2、…、s5、s6、…、s以,然后求出各计数点的瞬时速度,填入书37页表格中. (4)根据实验数据描点，画出速度-时间图象(书38页),利用图像求出小车运动的加速度。

(五) 注意事项(如果遗漏,自己添加)

1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。

2．滑轮不能过高,细绳应与木板平行. 3．小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。

4．先接通电源，后让纸带运动。

5．打点结束后立即关闭电源。

(六) 学生分组实验

(假设用以下的数据,可以叫学生把数据填入书上的表格中并画出V-t图) 【例】 利用打点计时器测定做匀加速直线运动的小车的加速度，图3-4给出了该次实验中，从0点开始，每打5个点取一个计数点的纸带，其中0，1，2，3，4，5，6都为记数点。测得：s1=1.40cm，s2=1.90cm，s3=2.38cm，s4=2.88cm，s5=3.39cm，s6=3.87cm.

(1)在计时器打出点l，2，3，4，5时，小车的速度分别为：vl=_____cm/s，v2=_____cm／S，v3=_____cm/s，v4=_____cm/s，v5=_____cm/s.

(2)作出速度一时间图象，并由图象求出小车的加速度a=_____cm/s2。

(2)将vl、v2、v3、v4、v5对应的数

值在v-t坐标系下描点，将描得的点用

直线连接起来为AB，如图3-5。

由图知avBvAtt

BA 42.0012.500.60cm/s2

29.50.6cm/s249.17cm/s2

(在这里可以讲用△X=aT2计算加速度,逐差法讲不讲,自己把握) (七) 实验记录数据

小车做匀变速直线运动的加速度a=_______。

三、拓展 (书38页)

将纸带

从分界点剪断，将剪得的几段纸带按顺序贴在坐标中，可得到一条表示

υ图线，求加速度．

-t

四、小结：提问学生如何测定加速度，并进行求解．

五、布置作业：同步导学

学习效果评价：

评价针对以下方面：学生是否能够较好地掌握实验操作技巧，在数据处理过程中，对速度加速度、的求解理解如何，对有效数字是否有一个明确的认识．

教学反思：

1．突出了教师的主导作用和学生的主体地位 抓住本节知识在全章的核心地位，从学生的实际出发，结合前面所学的相关知识，注重创设物理情境，充分考虑学生的切身感受，在探究如何用位移和时间来测定加速度时，应用归纳总结的科学研究方法，使学生体会数学知识为物理所用，物理、数学学科间是有联系的．同时，通过学生实验，加强学生的活动，使学生充分思考、讨论，充分发挥学生的主体作用，注重提高学生的科学素养．课程后面的思维拓展内容的设计，既能够使学生将所学知识加以实际应用，开阔学生视野，又能给有学习潜力的学生提供更大的发展空间．

2．探究活动的设计 本课实验的侧重点很多，学生在本节课的学习中，任务重，重点难点多．所以本课采用了实践探究与理论学习相结合的形式，去突破重点难点，同时更能体现学生的能动性和主体性．

3．有效数字及误差的引入 本课设计的有效数字及误差的引入，放在了数据处理过程中．这使学生对数据的处理有据可依，并可加深理解和掌握程度．