高中物理《探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》 教案12

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111 2．1 實(shí)驗(yàn)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 教科書設(shè)計(jì)這個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)為一節(jié)，建議用2學(xué)時(shí)完成。所以，該實(shí)驗(yàn)要在本章第一節(jié)課進(jìn)行，不要放到“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系”之后，否則就違背了探究式學(xué)習(xí)的宗旨。 （1）實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 要求學(xué)生在學(xué)會(huì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理、測(cè)瞬時(shí)速度以及速度—時(shí)間圖象的基礎(chǔ)上，運(yùn)用這些知識(shí)和技能探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。體現(xiàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理和研究物理問(wèn)題的方法，學(xué)習(xí)尋找規(guī)律的方法。 （2）儀器和器材 ①附有滑輪的長(zhǎng)木板；②小車；③帶小鉤的細(xì)線；④25 g的鉤碼3個(gè)，也可以用50 g的鉤碼?；蛴蒙匙雍托⊥按驺^碼，用彈簧秤或天平稱量⑤打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；⑥紙帶；⑦刻度尺；⑧學(xué)生電源、導(dǎo)線。 （3）注意事項(xiàng) ① 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶限位器要與長(zhǎng)木板縱軸位置對(duì)齊再固定在長(zhǎng)木板上，使紙帶、小車、拉線和定滑輪在一條直線上。小車要選擇在木板上運(yùn)動(dòng)不跑偏或跑偏較小的車。 ② 牽引小車的鉤碼以100 g以內(nèi)為宜。若用到150 g以上，則紙帶上打出的點(diǎn)數(shù)不能滿足以0．1 s為計(jì)數(shù)點(diǎn)取6組數(shù)值的要求。解決辦法： 用小沙桶替代鉤碼。沙桶及沙的質(zhì)量在40～100 g之間取三種不同質(zhì)量，可用托盤天平稱量沙桶和沙子。 若用50 g鉤碼，取至150 g時(shí)打出的紙帶計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔可減小至0．08 s或0．06 s，可以滿足6組以上數(shù)據(jù)的要求。 為防鉤碼落地?fù)p傷鉤碼，可在地面鋪泡沫塑料墊。小沙桶可選擇能裝100 g以上砂子的帶蓋塑料瓶。 圖2－1 ③ 在小車后面安裝紙帶的方法如圖2-1所示。使小車運(yùn)動(dòng)時(shí)保持紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器平面、木板平行，減少摩擦力影響。注意調(diào)整滑輪高度，使拉車的線與木板平行，減少拉力的變化。 ④ 開啟電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后釋放小車，同時(shí)用一只手在定滑輪一端準(zhǔn)備接住小車，防止小車撞擊定滑輪，防止小車落地。即使安裝了防撞擋板，也要防止小車落地。關(guān)斷電源后再取紙帶，取下紙帶后，將所用鉤碼質(zhì)量標(biāo)注在紙帶上，并給紙帶編號(hào)。 ⑤ 紙帶上的點(diǎn)先取零點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)再測(cè)距離。測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)不要用短刻度尺分別測(cè)量相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的長(zhǎng)度，最好用長(zhǎng)刻度尺對(duì)齊各計(jì)數(shù)點(diǎn)（不移動(dòng)尺子）讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間長(zhǎng)度值，避免測(cè)量誤差的積累。 ⑥ 在坐標(biāo)紙上畫v-t圖象時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取，使圖象分布在坐標(biāo)平面的大部分面積。 （4）教學(xué)中的幾點(diǎn)考慮 ① 復(fù)習(xí)前一章實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用方法和注意事項(xiàng)，以及測(cè)量瞬時(shí)速度的方法。 ② 打出紙帶后處理數(shù)據(jù)，要讓學(xué)生討論課文中“舍掉開頭－些過(guò)于密集的點(diǎn)子，為了便于測(cè)量，找一個(gè)點(diǎn)當(dāng)做計(jì)時(shí)起點(diǎn)?！边@樣做的意義是什么。 ③然后作出v-t圖象，引導(dǎo)學(xué)生討論，從作出的v-t圖象探究到什么樣的規(guī)律。 （5）小車在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)（示例） 50 g鉤碼 100 g鉤碼 說(shuō)明：長(zhǎng)木板平放在桌面上，同一小車 時(shí)間t/s 速度v1/(ms-1) 速度v2/(ms-1) 掛不同鉤碼的兩條速度—時(shí)間圖象 0．0 0．30 0．26 0．1 0．45 0．53 0．2 0．60 0．80 0．3 0．74 1．06 0．4 0．89 1．34 0．5 1．03 1．47 ① 引導(dǎo)學(xué)生思考與討論 ② 有條件的學(xué)?；?qū)W生可以交一張計(jì)算機(jī)打印的數(shù)據(jù)和v-t圖象。 （6）用計(jì)算機(jī)繪制v-t圖象的教學(xué) 用Excel繪制圖象時(shí)，注意課文中輸入數(shù)據(jù)時(shí)用了“依次”二字，在Excel工作簿中先輸入自變量時(shí)間，在相鄰—列中輸入對(duì)應(yīng)的速度值，輸入順序不對(duì)，所畫的圖象也不對(duì)（課本圖2．2-3在Excel工作簿中輸入數(shù)據(jù)的屏幕圖）。具體做法如下： 打開Excel工作簿可以看到行和列，行號(hào)用1、2、3……表示；列號(hào)用A、B、C……表示。將自變量時(shí)間的數(shù)值從某一單元格開始輸入，在同一列中將其他時(shí)間值一一輸入。在相鄰的右側(cè)一列中將速度值一一輸入，注意速度值要與時(shí)間值相對(duì)應(yīng)。也可以在同一行中依次輸入時(shí)間和速度，下一行中再次輸入第二組時(shí)間和速度，直至全部輸入完畢。用鼠標(biāo)選中這些數(shù)據(jù)。再用鼠標(biāo)左鍵單擊“圖表向?qū)А卑粹o，出現(xiàn)“圖表類型”窗口，選“散點(diǎn)圖”，選“確定”按鈕，彈出“圖表標(biāo)題輸入框”，輸入相應(yīng)的字符后選“下一步”按鈕，直到“完成”。出現(xiàn)由點(diǎn)組成的圖表，用鼠標(biāo)右鍵單擊繪圖區(qū)中任何一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，出現(xiàn)下拉式菜單，選“添加趨勢(shì)線”，彈出添加趨勢(shì)線窗口，選擇“線性”趨勢(shì)；打開該窗口的“選項(xiàng)”卡，對(duì)其中“顯示公式”左側(cè)的小方格用鼠標(biāo)左鍵單擊出現(xiàn)“√”號(hào)后，按“確定”。則圖表框中出現(xiàn)一條直線，這就是經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)做最佳“擬合”后的v-t圖象，并顯示出一個(gè)表明該圖象的函數(shù)式。 1 問(wèn)題與練習(xí) 1．解答（1）15，16，18，19，21，23，24； 圖2－8 　　?。?）如圖2-8所示； 　　?。?）可認(rèn)為是一條直線。 2．解答A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為15 m/s；B做初速度為零，加速度為1．9 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；C做初速度為4 m/s，加速度為0．67 m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，6 s時(shí)速度為0。 圖2－9 3．（1）圖2-9，（2）剪下的紙條長(zhǎng)度表示0．1 s時(shí)間內(nèi)位移大小，可近似認(rèn)為速度 .v∝Δx，紙條長(zhǎng)度可認(rèn)為表示速度。 4．略。 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)方案的自我設(shè)計(jì) 物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。在高中物理課程各個(gè)模塊中都安排了一些典型的科學(xué)探究或物理實(shí)驗(yàn)。高中學(xué)生應(yīng)該在科學(xué)探究和物理實(shí)驗(yàn)中達(dá)到以下要求。 科學(xué)探究要素 對(duì)科學(xué)探究及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕疽? 提出問(wèn)題 能發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問(wèn)題 從物理學(xué)的角度較明確地表述這些問(wèn)題 認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題的意義 猜想與假設(shè) 對(duì)解決問(wèn)題的方式和問(wèn)題的答案提出假設(shè) 對(duì)物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè) 認(rèn)識(shí)猜想與假設(shè)的重要性 制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 知道實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵延袟l件，制定實(shí)驗(yàn)方案 嘗試選擇實(shí)驗(yàn)方法及所需要的裝置與器材 考慮實(shí)驗(yàn)的變量及其控制方法 認(rèn)識(shí)制定計(jì)劃的作用 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) 用多種方式收集數(shù)據(jù) 按說(shuō)明書進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，會(huì)使用基本的實(shí)驗(yàn)儀器 如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，知道重復(fù)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的意義 具有安全操作的意識(shí) 認(rèn)識(shí)科學(xué)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重要性 分析與論證 對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理 嘗試根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出結(jié)論 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋和描述 認(rèn)識(shí)在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行分析論證是很重要的 評(píng)估 嘗試分析假設(shè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果間的差異 注意探究活動(dòng)中未解決的矛盾，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題 吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，改進(jìn)探究方案 認(rèn)識(shí)評(píng)估的意義 交流與合作 能寫出實(shí)驗(yàn)探究報(bào)告 在合作中注意既堅(jiān)持原則又尊重他人 有合作精神 認(rèn)識(shí)交流與合作的重要性 111