高中物理《探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》 教案10

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111 第二章 勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的研究 全章概述 本章是在第一章運(yùn)動(dòng)描述的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步用實(shí)驗(yàn)的方法，探索勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和特點(diǎn)，并結(jié)合公式、圖象對(duì)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。通過(guò)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)探索運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并用語(yǔ)言、公式、圖象進(jìn)行描述。本章重點(diǎn)是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的掌握，重點(diǎn)掌握其研究的方法和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用。 本章公式和推論較多，在學(xué)習(xí)時(shí)要分清公式的應(yīng)用條件和前提，不可亂套公式，在物理過(guò)程比較復(fù)雜時(shí)可以分解過(guò)程，—一突破并建立相關(guān)聯(lián)系，必要時(shí)可借助圖象進(jìn)行分析比較。 本章可分為三個(gè)單元 （1）基本規(guī)律的探索及描述（一、二、三節(jié)） （2）相關(guān)的推論的整理及應(yīng)用（三節(jié)后半部分） （3）特殊應(yīng)用及伽利略的研究史實(shí)（第四、五節(jié)） 新課標(biāo)要求 本章也是必修模塊中物理1模塊的第一部分，為第一個(gè)二級(jí)主題。 1、通過(guò)研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間的關(guān)系，位移與時(shí)間的關(guān)系，體會(huì)公式表述和圖象表述的優(yōu)越性，為進(jìn)一步應(yīng)用規(guī)律奠定基礎(chǔ)，體會(huì)數(shù)學(xué)在處理問(wèn)題中的重要性。通過(guò)史實(shí)了解伽利略研究自由落體所用的實(shí)驗(yàn)和推論方法，體會(huì)科學(xué)推理的重要性，提高學(xué)生的科學(xué)推理能力。 2、在掌握相關(guān)規(guī)律的同時(shí)，通過(guò)對(duì)某些推論的導(dǎo)出過(guò)程的經(jīng)歷，體驗(yàn)物理規(guī)律“條件”的意義和重要性，明確很多規(guī)律都是有條件的，科學(xué)的推理也有條件性。 新課程學(xué)習(xí) 2.1 實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 ★新課標(biāo)要求 （一）知識(shí)與技能 1、根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并熟練操作。 2、會(huì)運(yùn)用已學(xué)知識(shí)處理紙帶，求各點(diǎn)瞬時(shí)速度。 3、會(huì)用表格法處理數(shù)據(jù)，并合理猜想。 4、巧用v-t圖象處理數(shù)據(jù)，觀察規(guī)律。 5、掌握畫(huà)圖象的一般方法，并能用簡(jiǎn)潔語(yǔ)言進(jìn)行闡述。 （二）過(guò)程與方法 1、初步學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，完成某種規(guī)律的探究方法。 2、對(duì)打出的紙帶，會(huì)用近似的方法得出各點(diǎn)瞬時(shí)速度。 3、初步學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行猜測(cè)、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法。 4、認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)化繁為簡(jiǎn)的工具作用，直觀地運(yùn)用物理圖象展現(xiàn)規(guī)律，驗(yàn)證規(guī)律。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1、通過(guò)對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)思考問(wèn)題的習(xí)慣，并鍛煉其思考的全面性、準(zhǔn)確性與邏輯性。 2、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)。 3、在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的猜測(cè)過(guò)程中，提高學(xué)生合作探究能力。 4、在對(duì)現(xiàn)象規(guī)律的語(yǔ)言闡述中，提高了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力，還體現(xiàn)了各學(xué)科之間的聯(lián)系，可引伸到各事物間的關(guān)聯(lián)性，使自己溶入社會(huì)。 ★教學(xué)重點(diǎn) 對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化規(guī)律的探究。 ★教學(xué)難點(diǎn) 1、各點(diǎn)瞬時(shí)速度的計(jì)算。 2、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、規(guī)律的探究。 ★教學(xué)方法 教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，討論、交流學(xué)習(xí)成果。 ★教學(xué)地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)室 ★教學(xué)過(guò)程 （一）引入新課 我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定物體運(yùn)動(dòng)的速度。我們這節(jié)課再利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。 （二）進(jìn)行新課 1、讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)，并口頭闡述相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材及步驟。 教師活動(dòng)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，研究物體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、規(guī)律。引導(dǎo)學(xué)生從具體實(shí)例開(kāi)始，提出問(wèn)題：如何設(shè)計(jì)小車(chē)在重物下的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)？ 學(xué)生活動(dòng)：思考實(shí)驗(yàn)過(guò)程并流利地口頭闡述實(shí)驗(yàn)，包括設(shè)計(jì)思想、實(shí)施步驟和操作過(guò)程。 點(diǎn)評(píng)：以前老師比較習(xí)慣直接告訴學(xué)生如何去做，使學(xué)生沿著老師指定的方向“輕松”前進(jìn)，自然而然地養(yǎng)成了“飯來(lái)張口”的惰性，缺乏思考的積極性、主動(dòng)性，雖然這兒不是重點(diǎn)，但可以順便培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦思考的好習(xí)慣。 2、引導(dǎo)學(xué)生熟練地?cái)[好器材，進(jìn)行合理、準(zhǔn)確地操作，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶。 教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生“三思而后行”，注意實(shí)驗(yàn)邏輯性、合理性及其相關(guān)注意事項(xiàng)，而確保準(zhǔn)確，并巡視全場(chǎng)，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題予以及時(shí)糾正。 學(xué)生活動(dòng)：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，注意把實(shí)驗(yàn)過(guò)程和已學(xué)過(guò)的“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”相對(duì)比，及時(shí)提出問(wèn)題。 點(diǎn)評(píng)：（1）在動(dòng)手操作之前，可以讓學(xué)生先在頭腦中實(shí)驗(yàn)，提前思考實(shí)驗(yàn)順序和注意事項(xiàng)；保證操作地順利進(jìn)行。 （2）和已學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，使學(xué)生很好地應(yīng)用了比較法，且有助于加深記憶。 （3）對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題，可拿出來(lái)讓全班同學(xué)參與解決，比如：“有的同學(xué)先松手，再開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，有的同學(xué)反之，哪種好？為什么？”這樣讓學(xué)生參與討論，調(diào)動(dòng)學(xué)生思考的積極性和主動(dòng)性。 3、選擇紙帶，并選好計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度填入表格。 教師活動(dòng)：①讓學(xué)生思考，面對(duì)打出的紙帶如何研究小車(chē)的運(yùn)動(dòng)？ ②引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度的方法和表格處理方法。 學(xué)生活動(dòng)：①得到紙帶上點(diǎn)的速度就代表物體運(yùn)動(dòng)速度這個(gè)結(jié)論。 ②用近似法計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度，并填入表格，有待觀察。 點(diǎn)評(píng)：（1）在“為什么要計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度”這個(gè)問(wèn)題，要讓學(xué)生自己思考分析，提高其分析問(wèn)題的能力。 （2）各點(diǎn)瞬時(shí)速度的計(jì)算雖然是已學(xué)內(nèi)容，但牽扯到學(xué)生的計(jì)算能力及方法的理解，所以仍是一難點(diǎn)，不容忽視。 4、由上述數(shù)據(jù)表格猜想出小車(chē)運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律：速度與時(shí)間成正比。 教師活動(dòng)：鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想，并一一列舉學(xué)生的各種想法，了解學(xué)生猜想的原因，進(jìn)行總結(jié)與點(diǎn)評(píng)，糾正盲目的瞎想。 學(xué)生活動(dòng)：大膽猜想，回答猜想原因，闡述猜想思路。 點(diǎn)評(píng)：（1）以上活動(dòng)可以說(shuō)是實(shí)驗(yàn)的精華之一，是提高學(xué)生思維能力與探究能力的關(guān)鍵之舉。但應(yīng)注意，猜想也有學(xué)問(wèn)，要讓猜想盡可能正確，就得根據(jù)自己所學(xué)知識(shí)和自己積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)尋找答案，否則正確的可能性就很小了。 （2）通過(guò)學(xué)生回答，可以掌握學(xué)生思維習(xí)慣，了解學(xué)生的內(nèi)心世界，可以達(dá)到知此知彼，對(duì)癥下藥。 5、學(xué)生獨(dú)立尋找直觀地體現(xiàn)規(guī)律的方法：圖象法。 教師活動(dòng)：提出體現(xiàn)物理規(guī)律的兩種方法：1、公式法；2、圖象法，得出圖象法的直觀優(yōu)越性。 學(xué)生活動(dòng)：回答方法，并掌握?qǐng)D象法的直觀優(yōu)越性。 點(diǎn)評(píng)：（1）用圖象法來(lái)處理物理問(wèn)題，探究物理規(guī)律，在物理學(xué)中是比較常用的，也是非常重要的。 （2）此外，在這兒還培養(yǎng)了學(xué)生從優(yōu)選擇的習(xí)慣。 6、掌握繪制圖象的一般方法：描點(diǎn)法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制v-t圖象。 教師活動(dòng)：強(qiáng)調(diào)繪制圖象的方法，并提問(wèn)引導(dǎo)描點(diǎn)法一般原則，強(qiáng)調(diào)作圖的精確性，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 學(xué)生活動(dòng)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和坐標(biāo)紙大小先確定標(biāo)度，再準(zhǔn)確描點(diǎn)，并用平滑的曲線(xiàn)進(jìn)行連接。 點(diǎn)評(píng)：描點(diǎn)法是作圖的一種最基本的方法，最重點(diǎn)的兩點(diǎn)：一是準(zhǔn)確性（標(biāo)度要合適）， 二是要用平滑曲線(xiàn)連接（要讓盡可能多的點(diǎn)分布在線(xiàn)上，不在線(xiàn)上的點(diǎn)分布在兩側(cè)，離線(xiàn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)刪去）。最后還要注意美觀性（使圖象分布在坐標(biāo)紙中央）。 7、觀察計(jì)算機(jī)作圖，了解計(jì)算機(jī)作圖優(yōu)越性。 教師活動(dòng)：用Excel軟件演示作v-t圖。 學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真觀察、體會(huì)并和手工作圖加以對(duì)比，爭(zhēng)取課下獨(dú)立完成。 點(diǎn)評(píng)：學(xué)生每人一機(jī)可能有的學(xué)校條件不具備，但教師用機(jī)基本能實(shí)現(xiàn)，因此這兒作一演示，有計(jì)算機(jī)的學(xué)生課下可自行完成，對(duì)微機(jī)學(xué)習(xí)也是一個(gè)促進(jìn)，沒(méi)有條件的學(xué)生也可以增強(qiáng)感觀認(rèn)識(shí)，同時(shí)還能提高學(xué)生們興趣，增強(qiáng)學(xué)生們學(xué)習(xí)主動(dòng)性。 8、根據(jù)所作圖線(xiàn)來(lái)描述小車(chē)運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的規(guī)律。 教師活動(dòng)：根據(jù)學(xué)生不同回答來(lái)進(jìn)行總結(jié)、引導(dǎo)。培養(yǎng)其規(guī)律總結(jié)能力，語(yǔ)言表達(dá)能力。 學(xué)生活動(dòng)：回答：小車(chē)速度隨時(shí)間逐漸增大；相同時(shí)間里，速度增量相同；成正比…… 點(diǎn)評(píng)：這里答案不唯一，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽表達(dá)，對(duì)正確的地方表?yè)P(yáng)，不合適的地方應(yīng) 引導(dǎo)、糾正，這樣才能使學(xué)生加深印象，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣，提高創(chuàng)新意識(shí)、開(kāi)闊思維。 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 這節(jié)課重點(diǎn)是對(duì)重物牽引下小車(chē)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探究，在探究過(guò)程中，涉及到了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、操作以及作圖象的方法、原則，很好地提高了大家各方面的能力，同時(shí)又為后面學(xué)習(xí)這種勻變速運(yùn)動(dòng)打下了基礎(chǔ)。 （四）實(shí)例探究 ☆關(guān)于瞬時(shí)速度的圖象與加速度的應(yīng)用 ［例1］ 在研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，算出小車(chē)經(jīng)過(guò)各計(jì)數(shù)點(diǎn)瞬時(shí)速度如下 計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào) 1 2 3 4 5 6 計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻（s） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度（cm／s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0 為了計(jì)算加速度，合理的方法是（ ） A．根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度用公式算出加速度 B．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出v－t圖，量出其傾角，由公式a = tg求出加速度 C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出v－t圖，由圖線(xiàn)上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間，用 公式算出加速度 D．依次算出通過(guò)連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車(chē)的加速度 分析：方法A偶然誤差較大。方法D實(shí)際上也僅由始末兩個(gè)速度決定，偶然誤差也比較大，只有利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的v－t圖，才可充分利用各次測(cè)量數(shù)據(jù)，減少偶然誤差。由于在物理圖象中，兩坐標(biāo)軸的分度大小往往是不相等的，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)，可以畫(huà)出傾角不同的許多圖線(xiàn)，方法B是錯(cuò)誤的。正確的方法是根據(jù)圖線(xiàn)找出不同時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法 C。 答案C ☆關(guān)于實(shí)驗(yàn)的步驟 ［例2］在研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作以下實(shí)驗(yàn)步驟，其中錯(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)重的鉤碼 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)尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 將以上步驟完善后寫(xiě)出合理的步驟順序。 解析：（1）問(wèn)A中應(yīng)先通電，再放紙帶。 （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)三次。 步驟順序?yàn)椋築FECADG ★教學(xué)體會(huì) 思維方法是解決問(wèn)題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開(kāi)了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無(wú)源之水、無(wú)本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。 111