公用高中物理 21实验探究小车速度随时间变化.docx
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公用高中物理21实验探究小车速度随时间变化
课题
实验:
探究小车速度随时间变化的规律
课型
实验
教学
目标
一、知识与技能
1、熟练使用打点计时器,能用打点计时器记录小车的运动;学习运用已学知识处理纸带,求各点的瞬时速度。
2、会用表格法记录、处理数据,学习用v-t图像处理数据的技能,学习v-t图像能形象直观的展现规律、分析归纳得出物理规律的技能。
3、体会实验在发现自然规律中的作用,体会数学在研究物理问题中的重要性,体验探究运动规律的方法。
4、认识实验在研究物体运动规律的重要性、在物理学的地位和作用。
二、过程与方法
1、通过实验探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究小车速度随时间的变化规律。
2、认识实验和数学工具在物理学发展过程中的重要作用,学习v-t图像能形象直观的展现规律的方法。
3、能通过实验的探究过程,培养学生的交流、合作能力,能通过打点计时器、纸带获取数据,能用v-t图像自主处理实验数据、分析归纳得出物理规律。
三、情感态度与价值观
1、通过实验探究过程,领略物体运动的奇妙,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
2、通过纸带的处理方法、实验数据的图像展现,培养学生尊重第一手数据、实事求是的科学态度和精神。
3、通过实验研究过程,培养主动与他人合作、交流的精神和团队精神。
4、经历探究过程,体会生活、科技中的物理,培养把物理应用到社会生活中的意识。
重点
难点
1、通过实验获得小车不同时刻的速度,用v-t图像处理数据。
2、用v-t图像探究小车速度随时间的变化规律。
教学器材
相关实验器材、计算机、实物投影仪
教学过程
课外学习活动
1、观察汽车在启动过程中的速度变化,并设法记录汽车的速度变化。
2、完成课前测评练习。
课堂教
学环节
教师活动
教师活动
设计意图
时间
复习
上一章学习了描述物体运动的物理量,还学习了用打点计时器、纸带测量速度的方法,下面请看复习(大屏幕依次展示复习的三个问题):
1、使用打点计时器时,释放纸带与开启电源的先后顺序是什么?
强调:
等打点稳定后再释放纸带
2、下图是实验中打出的一条纸带,如何选计时起点和计数点?
如何测速度?
(对比两位学生的回答情况,选择性的强调)
(1)为计算方便,一般每5个点选一个计数点。
其他计数点具体在哪些点上?
强调:
为了尽量多的获取测量数据,要尽量多的选取计数点
相邻计数点的时间间隔是多少?
各点的时刻分别是多少?
(2)如何测位移?
强调:
一次性测量各点的刻度值,
后计算位移。
(3)计算某计数点的速度时,用哪一段位移误差较小?
时间是多少?
3、某次实验中用打点计时器测量了物体不同时刻的速度,见下表。
试分析:
速度大小怎样变化?
时刻tn(s)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
速度vn(m/s)
0.48
0.66
0.84
1.01
1.18
1.35
加深:
那么,速度随时间有怎样的变化规律?
容易观察吗?
用什么办法可以形象直观的展现速度随时间的变化规律呢?
怎样在给定的坐标纸上做v-t图像?
请看坐标轴上,没有标度,怎么描点?
选择标度的原则是什么?
然后再描点、连线。
根据图像,可以研究速度随时间变化的规律。
学生一起回答:
先开启电源,后释放纸带
(1)两位学生回答(如何选点):
舍去开始密集的部分,把某一个清晰的作为计时起点。
一般每5个点选一个计数点。
学生找计数点。
学生回答:
0.1s
学生回答。
两位学生回答:
如何测位移?
两位学生回答速度的计算方法。
单个学生:
速度增大了
不容易观察。
部分学生:
画v-t图像
学生:
描点、连线
先选标度
合理选择标度,使描出的数据点分布在坐标纸的绝大部分面积内。
1、复习巩固
2、为本节课学生自主操作实验打基础。
复习打点计时器的使用。
复习利用纸带计算速度的方法,其中测量刻度容易出现误差累积,强调必须一次性测量各点的刻度。
复习用表格法处理数据。
复习v-t图像可以形象、直观的展现v随时间的变化规律。
复习做v-t图像的步骤。
引入新课
6分钟
引入
(直接用上面的复习)下面,我们就用这种实验方法探究小车在重物牵引下运动时,小车速度随时间变化的规律。
(1)多媒体展示:
实验原理图,利用纸带计算速度的公式,做v-t图像,探究速度随时间变化的规律
(2)板书研究课题
学生积极思考。
直接利用复习内容引入新课,使过渡自然、流畅。
强调实验目的。
1分钟
实验
原理与器材
(接着这张多媒体图片)这就是实验原理。
在实验中要用到哪些实验器材呢?
一名学生回答,若回答不全,再找其他同学补充。
由复习内容引到实验原理,简化原理的讲解分析。
培养学生利用实验研究运动规律的技能。
1分钟
学生操作实验
下面,组长负责合理分工,开始实验
教师巡视各组的实验情况,及时与学生交流,指导学生实验,同时,记录出现的典型问题(在后面对应环节中分析)
学生实验:
安装器材,
在3条纸带上打点,
在一条清晰的纸带上选择计数点,
一次性测量各计数点的刻度值,
计算各计数点的速度,
将数据填入表格,
做v-t图像
学生通过实验获取数据,做v-t图像处理数据,为分析图像归纳结论做准备。
培养学生交流与合作的团队意识。
教师通过巡视及时指导学生实验,及时与学生交流,同时寻找学生实验中出现的典型问题,为实验图像的交流准备材料。
(课堂生成)
24分钟
交流点评图像
找出学生做图中出现的典型问题分别展示,并分析、交流:
(1)折线(重点交流):
合理吗?
请大家参照学案温馨提示(6)(稍等)
初中时,减小实验误差的方法是多次测量取平均值。
现在,图像法是减小实验误差更高级的办法。
描点后,观察数据点的分布趋向(若趋向是曲线,就画一条平滑的曲线;若趋向直线,就用透明直尺、细铅笔画一条直线)使尽量多的点在线上,不在线上的均匀分布在线的两侧,离线较远的点,误差太大,舍去。
这6各实验数据点大致落在一条直线上,应该画直线。
(2)点粗、线粗:
不能精确确定数据点的位置,做出的图像误差太大。
(3)标度太小的,误差太大
(4)过原点的:
请大家想,零时刻小车的速度是零吗?
看纸带,你选的零时刻,小车的速度是零吗?
图像能过原点吗?
(5)直线做的标准(但不与纵轴相交):
大家看这张,直线做的很好。
在这个图像上,怎样找到零时刻时小车的速度?
直线应该向纵轴延长。
(5)多展示几张正确的。
学生及时反思。
部分学生:
不合理
大部分答不上来。
学生积极学习。
学生容易回答:
是。
学生翻看纸带,回答:
不是零。
不能过原点。
学生回答:
将直线向纵轴方向延长,与纵轴的交点读数就是小车零时刻的速度。
培养学生尊重实验数据的科学态度和精神,培养学生的科学素养。
培养学生严谨的科学态度。
提醒学生尊重实验数据和事实。
4分钟
归纳规律
利用某一张学生做出的准确图像,现场做辅助线,问:
(1)每个0.1s内,速度的增加量分别是多少?
(学生回答时,教师将速度增加量标在对应位置。
)
相等吗?
(2)每个0.2s内,速度的增加量分别是多少?
相等吗?
(3)每个0.05s内,速度的增加量相等吗?
(4)在任意相等时间内,速度的增加量相等吗?
小车速度随时间怎样增大?
(学生回答后,板书结论:
小车速度随时间均匀增加。
)
学生读数并回答。
相等。
学生读数并回答。
相等。
相等。
学生一起回答:
相等。
单个学生:
均匀增大
培养学生
利用图像获取信息的能力,学生分析、归纳规律的科学方法。
体会图像能形象直观展现规律的特点。
体验数学图像在研究物理问题中的重要作用。
5分钟
误差分析
请回顾,我们先通过实验获取数据、后利用v-t图像分析处理数据。
有的实验数据点不在直线上,为什么?
请回忆整个实验的过程(打点、选点、测刻度、计算速度、描点连线),你认为在哪些环节中可能产生数据误差?
怎样操作可以减小误差?
教师多媒体展示。
说明:
“打点计时器工作时打点不稳定”学生很难想到,教师可以引导给出。
有误差
学生回答、补充
培养学生严谨的科学态度和精神。
1分钟
完善
实验结论
既然有误差,那么,我们得到的科学合理的实验结论应该是什么?
学生回答:
在误差允许范围内,小车的速度随时间均匀增加。
培养学生严谨的科学精神,培养学生用物理语言阐述物理问题、归纳物理规律的能力。
1分钟
利用传感器
1、现代科技非常发达,有更先进的数字传感器可以自动测量小车速度随时间变化的数据,并依据相应软件自动生成速度随时间变化的图像。
2、教师简单介绍
3、请学生上来操作
4、分析实验结论,并印证学生课堂手工的实验做得相当成功。
三名学生上台协同操作对应软件,以及连接传感器的实验小车等。
使学生体验并接触现代高科技带来的更科学、方便操作的实验仪器,并提醒拍照超速的原理与此相似,让学生更进一步理解生活中有物理,物理又服务于生活的道理,激发学生学习物理的积极性。
1分钟
课堂小结与作业布置
这节课我们用实验探究了小车速度随时间变化的规律。
请回忆:
我们用什么方法处理了数据并归纳出规律?
做v-t图像时,要在选标度、描点、拟合连线等方面减小做图误差。
课下,大家根据今天的分析查进一步找自己实验中的问题,完善实验数据处理,整理完成实验报告。
整理实验器材,下课。
v-t图像法。
学生整理实验器材。
培养学生及时反思、尊重事实的科学品质,使学生体验实验在研究物理规律中的作用,体会数学工具在物理学中不可替代的作用。
1分钟
板书设计
评价方法
上完这节课以后,以小组为单位领回这份评价工具(人手一份),组内相互、个人分别填好,再由组长计算每人的得分,之后下发。
学生个人拿到成绩以后,自己核对出自己的层次,找到自己欠缺的地方,以便能找到努力的方向,自省之。
学生学习效果评价工具
评价方式
评价内容
评价项目
评价等级
8分
7分
6分
5分
自评
对实验探究小车速度变化规律的兴趣
浓厚
较浓厚
一般
弱
能否顺利完成实验中自己操作的部分
很顺利
顺利
能跟上
跟不上
体验到发现小车速度变化规律的愉悦程度
强
较强
一般
少
积极参与、协同完成实验的过程
好
较好
一般
弱
学习了图象形象的描述速度随时间的变化情况,对图象法的优点感觉程度
方法
巧妙
方法
比较好
方法
一般
没感觉
同伴互评
实验操作和谐顺利
多
较多
一般
少
实验数据处理过程顺利准确
好
较好
一般
差
实验图象准确,能归纳出结论
高
较高
一般
低
师评
上课听讲的专心程度
专注
教好
一般
有时分心
参与教学活动的程度
高
较高
一般
低
课堂发言反映出的思维深度
强
较强
一般
弱
课堂发现问题的角度
多
较多
一般
少
课堂发现问题的能力
强
较强
一般
弱
评价说明
在评价等级下,相应的栏只选一项,打“√ ”
得分
学习
效果
分析
得分范围
对应等级
具体效果
90分以上
优秀
你非常圆满的完成了该探究性实验,并掌握、理解了形象、直观地处理数据的方法——图像法。
78到89分
良好
你比较圆满的完成了该探究性实验,并掌握了形象、直观处理数据的方法——图像法。
63到78分
合格
你完成了该探究性实验,并掌握处理数据的新方法——图像法。
62分以下
不合格
你没有顺利完成该探究性实验,对法——图像法处理数据不太理解,要加油啊。
班级:
姓名:
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