学生实验教案1

《实验：探究小车速度随时间变化的规律》教学设计

甘肃省平凉市静宁县威戎中学

陈晓飞

一、教学内容分析

本节课在运动学中起着承上启下的作用。第一章中已经介绍了利用打点计时器打下的纸带求物体瞬时速度的方法，并且介绍了加速度，知道了它的物理意义及表达式。而这节课是以恒力作用下的小车的运动来研究速度随时间变化规律的。从而为以后研究匀变速运动的有关知识打下了基础。

本节内容为探究实验，目的是让学生通过研究小车在重物牵引下运动的速度随时间变化的规律，经历科学探究的活动，学会实验数据的处理方法。这节课的任务是测量小车的速度，作出小车运动的V-t图象，初步分析小车速度的变化规律。体验从实验研究中获取数据、做出图象、分析图象、寻找规律的科学思维方法。使学生认识图象在研究物理问题中的作用；与数学公式相比，图象显得直观、形象、生动，让人一目了然，从而使学生感受到图象法的直观的美。这节不要求得出小车运动的加速度，也不要求建立匀变速直线运动的概念。

二、学生情况分析

1、高一学生已经具备较好的物理实验能力、分析问题能力、归纳实验现象的能力。

2、学生在上一章刚学习了利用打点计时器打下的纸带求物体瞬时速度的方法，为本节课在方法上铺平了道路。

三、教学方式

多媒体展示，学生自己动手实验

四、教学目标

1、知识与技能

（1）根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。

（2）会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。

（3）会用表格法处理数据，并合理猜想。

2、过程与方法

（1）初步学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。

（2）对打出的纸带，会用近似的方法得出各点瞬时速度。

3、情感态度与价值观

（1）通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、

准确性与逻辑性。

（2）通过对纸带的处理，实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。

（3）在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作能力。

4、教学重点

（1）对实验的设计。

（2）数据的处理。

5、教学难点

（1）各点瞬时速度的计算。

（2）对实验数据的处理、规律的探究。

五、课时安排

2课时

六、教学过程

教学

环节

教师活动

多播放多媒体幻灯片，展示

以不同速度运动的物体。提出问

题：这些物体的快慢不同，物体

的速度变化存在规律吗？怎样探索复杂运动蕴含的规律？

直接测量物体的瞬时速度很困难，我们可以借助什么仪器计算物体的瞬时速度呢？

学生活动

观看幻灯片积极思考怎样描述物体速度随时间变化的规律，并且思考本节教学要什么仪器完成探究内容。

设计意图

多媒体展示让学生更加直观地感受到不同物体的速度是不一样的，引导学生积极思考。

要探究一个物体速度随时间变化的规律，必须知道物体在不同时刻的速度，所以实验中要用到打点计时器。

实验

目的

与

器材

幻灯片播放Flash，复习打点计时器的构造，回忆如何利用纸带测量物体的瞬时速度。

提问：本节的实验目的是什么？需要哪些器材？

联系以前知识回答问题。

将学生分组，讨论实验目的、实验器材。

知道实验是探究小车在重物牵引下的运动，研究小车速度随时间变化的规律。明确实验的目的、器材。

新

课

引

入

实验

步骤

与

注意

事项

学生讨论实验设计，提问：与同组人员一起完成初步学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。

通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。

实验步骤有哪些？师生一起补充实验设计并讨论实验步完整。教师指出实验中需要注意骤。

的事项。

1、附有滑轮的长度板1.固定打点计时器时应让限平放在实验桌上，并使滑位孔处在长木板的中央位置。

轮伸出桌面，把打点计时2.滑轮不能过高或过低，应器固定在长木板上没有滑使细线与木板平行。

3.钩码数量不能过多也不能轮的一端，连接好电路。

2、用一条细绳栓住小过少，长木板两端高低相差不能车使细绳跨过滑轮，下边太大。

挂上适量的钩码，让纸带4．开始释放小车时，应使小穿过打点计时器，并把纸车靠近打点计时器。

带的一端固定在小车的上5．先接通电源，计时器工作面。

后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。

3、把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后6.每打完一条纸带，将定位释放小车，让小车拖着纸轴上的复写纸换个位置，以保证带运动，打点计时器就在打点清晰。

纸带上打下一列小点。换7．要防止钩码落地和小车跟上新的纸带，重复实验三滑轮相撞，当小车到达滑轮前及次。

时用手按住它。

实验

操作

过程

提问：怎样分析和选取纸带上的点？

1、纸带要选择点迹清晰的

学生根据分组，自主设计表格并记录数据，此时学生大概会有两种不同教师在教室巡视，对同学们的实验进行个别指导。

学生分组进行实验。

通过实验探究培养学生学习物理和研究物理问题的兴趣，学会探寻物理规律的方法。

通过对纸带的处理，实验数据的图像展现，培养学生实事求是的科学

数据

处理

2、舍掉开始过于密集的点

3、用每打5个点的时间为时间单位选取计数点，依次标号为0，1，2，3，4，5 ，6 此时T＝0.02×5s＝0.10s这的记录方法，一种是直接去测量两个计数点的距离，一种是测量出各个计数点到计时零点的距离。这两种测量带来的误差大态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。使学生认识图象在研究物理问题中的作用；与数学公式相比，图象显得直观、形象、生动，让人一目了然，从而使学生感受到图象法的直观的美

运用图象来处理物理实验数据，这是一个难点，作图象时要标明横纵坐标轴代表的物理意义，样既可方便计算，又可减少误差。

小不一样，要求学生自己（也可取多个间隔为一个计数间隔时间，要看具体情况灵活选定；原则上能取六、七个计数点为宜。）

提问：如何处理计算出来的数据？提醒学生利用图像法做出小车的v-t图像。

通过思考得出测量出各个计数点到计时零点的距离误差更小的结论。

熟练掌握瞬时速度的计算方法：各计数点的瞬时速度是用计数点内的平均速度来代替：

v1=v2=s01s122T选择合适的标度，以各点 瞬时速度为纵轴，时间 t为横轴，根据所得数据，描点，观察和思考点的分布规律。

s12s232T

得出

规律

提问：从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？

学生自己通过做出的v-t图像总结分析得出小根据图像总结规律，训练学生的思维，增强他们自主探究的能力和团队合作能力。

通过求解加速度和初速度让学生再次体验利用v-t图像可以直观便捷地求出物体的加速度，因为小车的v-t图像是一条车速度随时间变化的规倾斜的直线，说明小车的速度随时间均匀变化。即小车速度随时间逐渐增大，相同时间里，速度增量相同；速度增量与时间成正律，随后鼓励学生根据速度—时间图象（ v—t图象）求小车的加速度和初速度，这个问题对部分学比，所以小车做匀加速直线运动。

生来说有困难，所以让小

拓展：如何利用图像求物体组协作讨论后再得出结果。随后也会出现两种计算方法，要求学生再次思

的加速度和初速度？

考选出最佳方案。（画图时让他们体验到实验的乐趣并认识到实验的重要性。

要学会利用图像计算减小实验误差。

①取任意两组数据求出Δv让不在直线上的点尽可能和Δt，然后代入Δv／Δt求解。

等量地分布在直线两侧，②在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出Δv，代入Δv／Δt求解。

就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据。）

总结

回顾利用打点计时器如何测量小车的速度实验原理、注意事项、数据处理部分。

回顾本节所学知识，进行总结。

老师及时了解学生对本节课的掌握情况，对后续教学进行针对性的设计。

课后

反思

本节课主要是以学生小组实验的方式进行的，在做这个实验之前学生已经在上一章练习了利用打点计时器测物体的速度，所以本节主要是强调实验步骤，进一步加强实验数据处理的能力，尤其是计算和作图能力。通过课堂教学发现学生在数据处理部分仍存在问题，这就要求我们在后续实验中要不断加强计算能力和分析图像的能力。

七、当堂训练和课后作业，见附录