高一物理教案：《探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規律》教案五

高一物理教案：《探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規律》教案五

　　重/難點(diǎn)

　　重點(diǎn)：

　　1．圖象法研究速度隨時(shí)間變化的規律。

　　2．對運動(dòng)的速度隨時(shí)間變化規律的探究。

　　難點(diǎn)：

　　1．各點(diǎn)瞬時(shí)速度的計算。

　　2．對實(shí)驗數據的處理、規律的探究。

　　重/難點(diǎn)分析

　　重點(diǎn)分析：作圖連線(xiàn)時(shí)不能用折線(xiàn)連，速度的實(shí)際變化應該是比較平滑的，所以，要用一條平滑的曲線(xiàn)來(lái)“擬合”這些點(diǎn)，這樣曲線(xiàn)反映的規律應該與實(shí)際情況更接近。如果一旦出現明顯偏離較大的點(diǎn)，我們可以認為是測量誤差過(guò)大、測量中出現偏差所造成的�？梢詫⑦@個(gè)點(diǎn)視為無(wú)效點(diǎn)。但是這個(gè)點(diǎn)我們要仍然保留在坐標紙上，因為我們要尊重實(shí)驗事實(shí)，這畢竟是我們的第一手資料，是原始數據。

　　難點(diǎn)分析：測量包含某個(gè)所研究的點(diǎn)在內的一段時(shí)間內的位移△x，同時(shí)找出對應的時(shí)間△t，根據v=Δx/Δt算出該點(diǎn)附近的平均速度，把它當作計時(shí)器打下這個(gè)點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度。利用圖像法求加速度時(shí)我們可以任意選兩個(gè)間隔較遠的點(diǎn)，找出它們的坐標值(注意這兩個(gè)點(diǎn)不能是我們表格中已測得的點(diǎn))，然后再把的它們的坐標值代人到公式a=△v/△t =（）/（）中，求出加速度，就能更詳細地知道物體的運動(dòng)情況。

　　突破策略

　　一、進(jìn)行實(shí)驗

　　實(shí)驗過(guò)程參考提示：

　　1．把一端附有滑輪的長(cháng)木板平放在實(shí)驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計時(shí)器固定在長(cháng)木板上遠離滑輪的一端，連接好電路。

　　2．把一條細繩拴在小車(chē)上，使細繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，啟動(dòng)電源，然后放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)拖著(zhù)紙帶運動(dòng)，打完一條后立即關(guān)閉電源。

　　3．換上新紙帶，重復操作三次。

　　二、處理數據

　　我們可以選一個(gè)清晰的點(diǎn)作為計時(shí)的起點(diǎn)。還可以選擇計數點(diǎn)，建議在測量前每五個(gè)點(diǎn)選一個(gè)計數點(diǎn)。

　　在測量時(shí)，選好計時(shí)起點(diǎn)后，測量以后的各個(gè)計數點(diǎn)與這個(gè)計時(shí)起點(diǎn)的距離。

　　這樣做是每次都不需要挪動(dòng)刻度尺，測出每?jì)蓚�(gè)點(diǎn)間的距離，這樣能減少測量誤差。

　　測量包含某個(gè)所研究的點(diǎn)在內的一段時(shí)間內的位移△x，同時(shí)找出對應的時(shí)間△t，根據v=Δx/Δt算出該點(diǎn)附近的平均速度，把它當作計時(shí)器打下這個(gè)點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度。

　　參考提示：

　�。�1）選擇所打紙帶中最清晰的一條，舍掉開(kāi)頭一些過(guò)于密集的點(diǎn)，找一個(gè)適當的點(diǎn)當作計時(shí)起點(diǎn)。

　�。�2）選擇相隔0.1 s，即中間空四個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔的若干計數點(diǎn)進(jìn)行測量，把數據填入表格。

　�。�3）計算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，填人自己設計的表格中，可參考課本表格。

　　三.作出速度一時(shí)間圖象

　　有了原始數據，確定運動(dòng)規律的最好辦法是作速度一時(shí)間圖象，這樣具體的運動(dòng)規律才能更直觀(guān)地顯現出來(lái)。

　　以時(shí)間t為橫軸、速度v為縱軸，建立坐標系，把剛才所填表格中的各點(diǎn)在速度一時(shí)間坐標系中描出，要注意選擇合適的標度喲！要使圖象盡量分布在坐標平面的大部分面積。

　　不能用折線(xiàn)連，速度的實(shí)際變化應該是比較平滑的，所以，要用一條平滑的曲線(xiàn)來(lái)“擬合”這些點(diǎn)，這樣曲線(xiàn)反映的規律應該與實(shí)際情況更接近。

　　在連線(xiàn)時(shí)，還要注意使連線(xiàn)兩側的點(diǎn)數大致相同。如果出現了有一個(gè)點(diǎn)明顯偏離絕大部分點(diǎn)所在的直線(xiàn)．那該怎么辦呢?

　　如果一旦出現明顯偏離較大的點(diǎn)，我們可以認為是測量誤差過(guò)大、測量中出現偏差所造成的�？梢詫⑦@個(gè)點(diǎn)視為無(wú)效點(diǎn)。但是這個(gè)點(diǎn)我們要仍然保留在坐標紙上，因為我們要尊重實(shí)驗事實(shí)，這畢竟是我們的第一手資料，是原始數據。

　　教師在與學(xué)生交流的過(guò)程中體現科學(xué)探究要尊重實(shí)驗事實(shí)的嚴謹科學(xué)態(tài)度。

　　求加速度時(shí)如果貪圖方便取已測得的表格中的數據點(diǎn)來(lái)求加速度，那么我們就沒(méi)必要作圖了，直接從表格中找兩個(gè)數據代人公式算不就行了嗎?或者我們也根本不需要測那么多的數據，只測量?jì)山M數就夠了。這樣就失去了作圖的意義。

　　我們求加速度的方法有兩個(gè)，一個(gè)是公式法，可以直接用兩組數據代入公式；另一個(gè)就是我們今天的圖象法。

　　我們可以任意選兩個(gè)間隔較遠的點(diǎn)，找出它們的坐標值(注意這兩個(gè)點(diǎn)不能是我們表格中已測得的點(diǎn))。然后再把的它們的坐標值代人到公式a=△v/△t =（）/（）中，求出加速度，就能更詳細地知道物體的運動(dòng)情況。

　　例1. 在研究勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的實(shí)驗中，算出小車(chē)經(jīng)過(guò)各計數點(diǎn)瞬時(shí)速度如下表所示：

　　為了計算加速度，最合理的方法是…………………………………………(    )

　　A. 根據任意兩計數點(diǎn)的速度用公式算出加速度

　　B．根據實(shí)驗數據畫(huà)出v-t圖，量出其傾角，由公式a＝tanα求出加速度

　　C．根據實(shí)驗數據畫(huà)出v-t圖，由圖線(xiàn)上相距較遠的兩點(diǎn)所對應的速度、時(shí)間，用公式a=△v/△t算出加速度

　　D．依次算出通過(guò)連續兩計數點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車(chē)的加速度

　　解析：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)驗數據畫(huà)出對應的v-t圖，才可充分利用各次測量數據，減小偶然誤差。由于在物理圖象中兩坐標軸的分度大小往往是不相等的，根據同一組數據，可以畫(huà)出傾角不同的許多圖線(xiàn)，方法B是錯誤的。正確的方法是根據圖線(xiàn)找出不同時(shí)刻所對應的速度值，然后利用公式a=△v/△t算出加速度，即方法C。

　　突破反思

　　本節課我們主要是運用探究式學(xué)習的方式用打點(diǎn)計時(shí)器來(lái)測量小車(chē)的速度隨時(shí)間變化的規律。重點(diǎn)是對重物牽引下小車(chē)的運動(dòng)進(jìn)行探究，在探究過(guò)程中，涉及到了實(shí)驗的設計、操作以及作圖象的方法、原則，很好地提高了同學(xué)們各方面的能力，同時(shí)又為后面學(xué)習這種勻變速運動(dòng)打下了基礎。

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