高中物理《小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)劃》的教案設(shè)計(jì)
1 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律
從容說課
本節(jié)課是實(shí)驗(yàn)探究型的課題，旨在引導(dǎo)學(xué)生研究小車在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，目的是讓學(xué)生通過科學(xué)探究活動(dòng)來完成.讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，體驗(yàn)科學(xué)探究的方法，提高用數(shù)學(xué)圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力.盡管本節(jié)提供的小車在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)看似簡(jiǎn)單，但就其研究問題的過程與方法是很具有基礎(chǔ)性和典型性的.教學(xué)過程中要充分發(fā)揮學(xué)生的主體參與意識(shí)，要敢于放手讓學(xué)生自己去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，千萬不能將實(shí)驗(yàn)步驟一、二、三、四，甲、乙、丙、丁地列出后，不管不問.要重視獲取知識(shí)的過程，讓學(xué)生體驗(yàn)一種從實(shí)驗(yàn)探究中獲取數(shù)據(jù)、作出圖象、分析圖象、尋找規(guī)律的科學(xué)思維方法和能力.
提醒教師本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是：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.因此在實(shí)驗(yàn)前要適當(dāng)讓學(xué)生討論回顧、復(fù)習(xí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用方法和注意事項(xiàng).要真正體現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理和研究物理問題的方法，學(xué)習(xí)尋找規(guī)律的方法.
三維目標(biāo)
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.掌握畫圖象的一般方法，并能用簡(jiǎn)潔語言進(jìn)行闡述.
過程與方法
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)的瞬時(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.
5.通過實(shí)驗(yàn)探究過程，進(jìn)一步熟練打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用，體驗(yàn)瞬時(shí)速度的求解方法.
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)思考問題的習(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)方法來研究問題、解決問題、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)律的語言闡述中，提高了學(xué)生的語言表達(dá)能力，還體現(xiàn)了各學(xué)科之間的聯(lián)系，可引申到各事物間的關(guān)聯(lián)性，使自己融入社會(huì).
5.通過經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探索過程，體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律探索的方法.
教學(xué)重點(diǎn)
1.圖象法研究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.
2.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.
教具準(zhǔn)備
學(xué)生電源、導(dǎo)線、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車、4個(gè)25 g的鉤碼、一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板、帶小鉤的細(xì)線、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙、多媒體課件、計(jì)算機(jī)
課時(shí)安排
2課時(shí)
教學(xué)過程
�。坌抡n導(dǎo)入］
（課件展示）下列語言表述中提及的運(yùn)動(dòng)情景.
師：物體的運(yùn)動(dòng)通常是比較復(fù)雜的.
放眼所見，物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律各不相同.在生活中，人 們跳遠(yuǎn)助跑、水中嬉戲、駕車行駛、高山滑雪；在自然界里，雨點(diǎn)下落、鴿子飛翔、獵豹捕食、蝸牛爬行、螞蟻搬家……這些運(yùn)動(dòng)中都有速度的變化.
物體的速度變化存在規(guī)律嗎？怎樣探索復(fù)雜運(yùn)動(dòng)蘊(yùn)含的規(guī)律呢？
要想探究一個(gè)物體隨時(shí)間變化的規(guī)律，必須知道物體在一系列不同時(shí)刻的速度.直接測(cè)量瞬時(shí)速度是比較困難的，我們可以借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先記錄物體在不同時(shí)刻的位置，再通過對(duì)紙帶的分析、計(jì)算得到各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度.
�。坌抡n教學(xué)］
一、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
【討論與交流】
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，讓學(xué)生先回顧上一章是怎樣使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的，討論后回答.
圖2－1－1 探究小車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
生1：把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定好，裝好紙帶.開啟電源，手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上就會(huì)打出一行小點(diǎn).
生2：不，老師，他忘了及時(shí)關(guān)閉電源.
師：對(duì)，千萬別忘了及時(shí)關(guān)閉電源.這樣做的好處是什么？為什么要這樣做？
生3：為了節(jié)省電能，因?yàn)閲?guó)家電力能源緊張.
生4：不，因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器是按間歇工作設(shè)計(jì)的，所以長(zhǎng)期工作可能會(huì)因線圈發(fā)熱而損壞.這樣做是為了保護(hù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
師：好，大家根據(jù)以前的經(jīng)驗(yàn)，閱讀課本第34頁(yè)“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”標(biāo)題下的兩段文字后分組進(jìn)行討論實(shí)驗(yàn)方案.
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.
生：實(shí)驗(yàn)中需要的器材應(yīng)該有：附有滑輪的長(zhǎng)木板，小車，帶小鉤的細(xì)線，鉤碼，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶，刻度尺，學(xué)生電源，導(dǎo)線等.
生：我們是在鉤碼的牽引下讓小車運(yùn)動(dòng)的，為了研究小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，需要把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上.讓小車拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，然后我們?cè)傺芯克蚣垘系狞c(diǎn)，從而得出小車的運(yùn)動(dòng)情況.
生：為了得到打點(diǎn)清晰、較好的紙帶，我們最好是多打幾條紙帶.
生：我們分別選兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)鉤碼來牽引小車，看小車的運(yùn)動(dòng)快慢情況，速度的變化情況.
教師及時(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生的討論結(jié)果，適時(shí)指出不當(dāng)之處，肯定學(xué)生的創(chuàng)新和正確的地方.
教師課件投影參考實(shí)驗(yàn)過程.
投影展示的內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)過程參考提示：
1.把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路.
2.把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，啟動(dòng)電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打完一條后立即關(guān)閉電源.
3.換上新紙帶，重復(fù)操作三次.
引導(dǎo)學(xué)生熟練地?cái)[好器材，進(jìn)行合理、準(zhǔn)確的操作，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶.學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，老師巡回指導(dǎo)，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)，而且確保準(zhǔn)確，并巡視全場(chǎng)，對(duì)出現(xiàn)的問題予以及時(shí)糾正.幫助實(shí)力較弱的小組實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn).
學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，注意把實(shí)驗(yàn)過程和已學(xué)過的“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”相對(duì)比，及時(shí)提出問題.
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)；保證操作的順利進(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)的問題，可拿出來讓全班同學(xué)參與解決，比如：“有的同學(xué)先松手，再開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源；有的同學(xué)則反之.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.
二、處理數(shù)據(jù)
師：我們通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到了若干條紙帶，采集了第一手資料，面對(duì)打出的紙帶如何研究小車的運(yùn)動(dòng)呢？接下來我們采集數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù).
學(xué)生討論怎樣選擇紙帶，如何測(cè)量數(shù)據(jù)，如何設(shè)計(jì)表格，填寫數(shù)據(jù).
【課堂交流】
生1：要選擇一條最清晰的紙帶.
生2：開始的幾個(gè)點(diǎn)不清晰，該怎么測(cè)��！
生3：我建議舍去這幾個(gè)點(diǎn)算了.
生4：對(duì)啊，計(jì)時(shí)起點(diǎn)是人為選取的，我們可以找一清晰的點(diǎn)開始當(dāng)作計(jì)時(shí)的起點(diǎn).
教師及時(shí)評(píng)論學(xué)生的討論，肯定學(xué)生的成績(jī).
師：我們可以選一個(gè)清晰的點(diǎn)作為計(jì)時(shí)的起點(diǎn).還可以選擇計(jì)數(shù)點(diǎn),建議你們?cè)跍y(cè)量前每五個(gè)點(diǎn)選一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).
學(xué)生實(shí)時(shí)測(cè)量，教師巡回指導(dǎo)，指出學(xué)生中出現(xiàn)的問題.
師：大家在測(cè)量時(shí)，我建議你們?cè)谶x好計(jì)時(shí)起點(diǎn)后，測(cè)量以后的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與這個(gè)計(jì)時(shí)起點(diǎn)的距離.大家想想，這樣做，有什么好處?
生：我們是每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間就測(cè)量一個(gè)數(shù)據(jù).這不是一樣嗎？
師：我說的就是你這種做法是合適的，大家就此討論.
生：他這樣做是每次都要挪動(dòng)刻度尺，測(cè)出每?jī)蓚�(gè)點(diǎn)間的距離，而我的做法與老師您說的一樣，我感覺這樣能減少測(cè)量誤差.
學(xué)生測(cè)量數(shù)據(jù)，記錄結(jié)果.
教師引導(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.
師：大家想想怎樣計(jì)算計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度.
生：測(cè)量包含某個(gè)所研究的點(diǎn)在內(nèi)的一段時(shí)間內(nèi)的位移Δx，同時(shí)找出對(duì)應(yīng)的時(shí)間Δt，根據(jù) = 算出該點(diǎn)附近的平均速度，把它當(dāng)作計(jì)時(shí)器打下這個(gè)點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度.
生：我們這個(gè)小組是選了相鄰三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的間隔為研究對(duì)象，根據(jù)測(cè)量結(jié)果算出這兩個(gè)0.1 s內(nèi)的距離Δx，把 = 算出的平均速度近似當(dāng)作這三個(gè)點(diǎn)中的中間點(diǎn)的瞬時(shí)速度.
師：大家可以參考按他說的做，這在近似計(jì)算來看，還是個(gè)很好的方法.
學(xué)生算出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，并填入自己設(shè)計(jì)的表格中.
教師課件投影參考提示：
投影展示的內(nèi)容（接上次投影中的三條）
參考提示：
4.選擇所打紙帶中最清晰的一條，舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn).
5.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(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，把數(shù)據(jù)填入表格.
6.計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，填入自己設(shè)計(jì)的表格中，可參考課本第34頁(yè)表格.
三、作出速度—時(shí)間圖象
師：有了原始數(shù)據(jù)，確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的最好辦法是作速度—時(shí)間圖象,這樣具體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律才能更直觀地顯現(xiàn)出來.
【討論與交流】
學(xué)生回顧上一章中描畫手拉紙帶的速度—時(shí)間圖象的情景，討論如何在本次實(shí)驗(yàn)中描點(diǎn)、連線.
生：以時(shí)間t為橫軸、速度v為縱軸，建立坐標(biāo)系，把剛才所填表格中的各點(diǎn)在速度—時(shí)間坐標(biāo)系中描出.
師：要注意選擇合適的標(biāo)度喲！否則，作后看看你的圖與別人的有什么不同？（要使圖象盡量分布在坐標(biāo)平面的大部分面積）
師：請(qǐng)同學(xué)們注意觀察和思考你所描畫的這些點(diǎn)的分布規(guī)律.
生1：我看描出的這些點(diǎn)都大致落在一條直線上.
生2：我們的也是.
師：我們是用折線連呢，還是怎樣連？
生：不能用折線連，速度的實(shí)際變化應(yīng)該是比較平滑的，所以，要用一條平滑的曲線來“擬合”這些點(diǎn)，這樣曲線反映的規(guī)律應(yīng)該與實(shí)際情況更接近.
師：在連線時(shí)，還要注意使連線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同.
學(xué)生連線，教師指導(dǎo)，隨時(shí)回答學(xué)生可能提出的問題.
生：我們這兒出現(xiàn)了有一個(gè)點(diǎn)明顯偏離絕大部分點(diǎn)所在的直線.那該怎么辦呢？
師：這個(gè)問題很典型，大家對(duì)此進(jìn)行一下討論.
生：大概是那一瞬時(shí)小車的速度瞬時(shí)突變了.
生：我看小車的運(yùn)動(dòng)快慢還是比較均勻的，那一點(diǎn)的速度值可能是測(cè)量或計(jì)算出了問題.
師：如果一旦出現(xiàn)明顯偏離較大的點(diǎn)，我們可以認(rèn)為是測(cè)量誤差過大、測(cè)量中出現(xiàn)偏差所造成的.可以將這個(gè)點(diǎn)視為無效點(diǎn).
生：那這個(gè)點(diǎn)我們就可以擦去不用了.
師：不是的，這個(gè)點(diǎn)我們要仍然保留在坐標(biāo)紙上，因?yàn)槲覀円鹬貙?shí)驗(yàn)事實(shí)，這畢竟是我們的第一手資料，是原始數(shù)據(jù).
教師在與學(xué)生交流的過程中體現(xiàn)科學(xué)探究要尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度.
【課堂探究】
展示問題：怎樣根據(jù)所畫的速度—時(shí)間圖象求加速度？
生1：從所畫的圖象中取兩個(gè)點(diǎn)，找到它們的縱橫坐標(biāo)（t1，v1）、（t2，v2），然后代入公式a= = .
生2：我們?cè)谡疫@兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)候還可以充分利用已測(cè)的數(shù)據(jù)、已描畫的點(diǎn)的坐標(biāo)，直接代入公式就行了.
師：上面兩位同學(xué)的討論，是大家很容易犯的錯(cuò)誤.請(qǐng)大家想想看，如果我們?nèi)载潏D方便還取已測(cè)得的表格中的數(shù)據(jù)點(diǎn)來求加速度，那么我們就沒必要作圖了，直接從表格中找兩個(gè)數(shù)據(jù)代入公式算不就行了嗎？或者我們也根本不需要測(cè)那么多的數(shù)據(jù)，只測(cè)量?jī)山M數(shù)就夠了.這樣就失去了作圖的意義.
師：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(shù)據(jù)代入公式；另一個(gè)就是我們今天的圖象法.
師：我們可以任意選兩個(gè)間隔較遠(yuǎn)的點(diǎn)，找出它們的坐標(biāo)值（注意這兩個(gè)點(diǎn)不能是我們表格中已測(cè)得的點(diǎn)），然后再把的它們的坐標(biāo)值代入到公式a= = 中,求出加速度,就能更詳細(xì)地知道物體的運(yùn)動(dòng)情況.
學(xué)生根據(jù)教師指導(dǎo)求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度，用自己的語言描述小車的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.
生1：小車速度隨時(shí)間逐漸增大.
生2：相同時(shí)間里，速度增量相同.
生3：速度跟時(shí)間成正比.
生4：小車做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小是2.1 m/s2.
師：同學(xué)們的描述都是不錯(cuò)的，有的定性說明，有的定量表述.總之，小車的運(yùn)動(dòng)速度隨著時(shí)間的變化在均勻地增大，我們可以用圖象法定量求出它的加速度.
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),開闊思維.
【實(shí)踐與拓展】
展示問題：汽車沿平直的公路行駛，小明坐在汽車駕駛員旁，注視著速度計(jì)，并記下間隔相等的各時(shí)刻的`速度值，如下表所示.
t/s 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
v/（kmh－1） 20 30 40 50 50 50 50 35 20 5 0
師：從表中數(shù)據(jù)得到汽車在各段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：在0～15 s內(nèi)，汽車的速度在變化，每5 s速度增大_________km/h；在15～30 s內(nèi)汽車速度不變,速度大小為___________km/h；在35～45 s 內(nèi)汽車速度在變化,每5 s速度減小________km/h.
生：10 km/h；50 km/h；15 km/h.
師：請(qǐng)你根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，在下邊的坐標(biāo)系中標(biāo)出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的線連接各點(diǎn)，你得到了什么圖形？
生：如圖2－1－2所示.
圖2－1－2
師：如果認(rèn)為在0～15 s內(nèi)速度的變化是均勻的，你能在圖象中找出汽車在7.5 s時(shí)的速度值嗎？
生：能，為35 km/h.
【課堂交流】
師：下面我用計(jì)算機(jī)繪制速度—時(shí)間圖象，演示給大家看，大家有機(jī)會(huì)可以到微機(jī)室或家中電腦前親自體驗(yàn)一下喲！
觀察計(jì)算機(jī)作圖，了解計(jì)算機(jī)作圖的優(yōu)越性.
教師用Excel軟件演示作v－t圖.
學(xué)生認(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.
演示過程與方法：
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)”，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.
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)生的興趣，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性.
【課堂訓(xùn)練】
出示題目1：在探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，得到一條記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，如圖2－1－3所示.圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.1 s.
圖2－1－3
�。�1）根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，計(jì)算B、C、D各點(diǎn)的速度，填入表中.
�。�2）在坐標(biāo)紙上作出小車的v－t圖象.
位置編號(hào) A B C D E
時(shí)間t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4
瞬時(shí)速度v/（ms－1）
解析：由紙帶標(biāo)明的數(shù)據(jù)可以計(jì)算任意相鄰兩位置之間的位移，然后求紙帶上各點(diǎn)的速度和加速度.
�。�1）由紙帶的標(biāo)注可以求出xAB=7.5 cm
xBC=xAC－xAB=27.6 cm－7.5 cm=20.1 cm
xCD=xAD－xAC=60.3 cm－27.6 cm=32.7 cm
xDE=xAE－xAD=105.6 cm－60.3 cm=45.3 cm
勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該時(shí)間某時(shí)刻的瞬時(shí)速度，所以
vB= = m/s=1.38 m/s
vC= = m/s=2.64 m/s
vD= = m/s=3.90 m/s
分別填入表中對(duì)應(yīng)位置即可.
�。�2）在圖象上取合適的單位嚴(yán)格描點(diǎn)，這些點(diǎn)大致分布在一條直線上，不能位于直線上的點(diǎn)要盡量對(duì)稱分布于直線兩側(cè)，得到小車的v－t圖象.圖象略.
點(diǎn)評(píng)：本題中要計(jì)算A、E兩點(diǎn)的瞬時(shí)速度需要用到A點(diǎn)前和E點(diǎn)后的某段距離，也可在學(xué)完速度—時(shí)間公式后再來完成.本課中可不必刻意追求數(shù)據(jù)的完整.
出示題目2：在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，算出小車經(jīng)過各計(jì)數(shù)點(diǎn)瞬時(shí)速度如下表所示：
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)時(shí)刻（s） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
通過計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度（m/s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
為了計(jì)算加速度，最合理的方法是
A.根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度用公式a=Δv/Δt算出加速度
B.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v－t圖，量出其傾角，由公式a=tanα求出加速度
C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v－t圖，由圖線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間，用公式a=Δv/Δt算出加速度
D.依次算出通過連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度
答案：C
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(yàn)數(shù)據(jù)畫出對(duì)應(yīng)的v－t圖，才可充分利用各次測(cè)量數(shù)據(jù)，減小偶然誤差.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)，可以畫出傾角不同的許多圖線，方法B是錯(cuò)誤的.正確的方法是根據(jù)圖線找出不同時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的速度值，然后利用公式a=Δv/Δt算出加速度，即方法C.
出示題目3：某實(shí)驗(yàn)小組用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車運(yùn)動(dòng)情況，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，圖2－1－4所示是與小車相連的紙帶上記錄的一些點(diǎn)，在每相鄰的兩點(diǎn)之間都有四個(gè)點(diǎn)未畫出.用米尺量出A點(diǎn)距離B、C、D、E各點(diǎn)的長(zhǎng)度如圖上標(biāo)度.該小組同學(xué)在教師的幫助下，設(shè)法算出了A、B、C、D、E各點(diǎn)的瞬時(shí)速度分別為（單位：m/s）：0.53、0.88、1.23、1.58、1.93.（學(xué)完下一章自己就能算出）
圖2－1－4
建立恰當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，在直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)，觀察各數(shù)據(jù)點(diǎn)并思考怎樣用一條線段將各點(diǎn)聯(lián)系起來，并作出這個(gè)圖象.
圖線延長(zhǎng)線與縱軸相交，交點(diǎn)的物理意義是什么?從圖象可知，這是勻變速直線運(yùn)動(dòng)嗎?說出原因.若是，請(qǐng)求出加速度.
解答：（1）圖象如圖2－1－5所示,說明：作圖象時(shí),要讓盡可能多的點(diǎn)落在直線上,不在直線上的點(diǎn)盡可能分居在直線的兩側(cè).相當(dāng)于數(shù)據(jù)處理中的平均值,是減小誤差的一種最簡(jiǎn)單的方法,也是較科學(xué)的一種方法.
�。�2）圖線延長(zhǎng)線與縱軸的交點(diǎn)表示的是該運(yùn)動(dòng)的初速度,即0.53 m/s.圖象中的速度—時(shí)間圖線是一條直線,且向上傾斜,故這是勻加速直線運(yùn)動(dòng),其斜率為其加速度,即a=3.50 m/s2,方向與初速度方向相同.
圖2－1－5
�。坌〗Y(jié)］
本節(jié)課我們主要是運(yùn)用探究式學(xué)習(xí)的方式用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來測(cè)量小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.重點(diǎn)是對(duì)重物牽引下小車的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探究，在探究過程中，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).
［布置作業(yè)］
教材第36頁(yè)“問題與練習(xí)”.
�。壅n外訓(xùn)練］
1.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器拉動(dòng)通過計(jì)時(shí)器的紙帶來分析物體運(yùn)動(dòng)速度和加速度的實(shí)驗(yàn)中，可以分析的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是
A.速度恒為正值，加速度亦為正值的運(yùn)動(dòng)
B.速度恒為負(fù)值，加速度亦為負(fù)值的運(yùn)動(dòng)
C.速度由正值變負(fù)值，加速度為負(fù)值的運(yùn)動(dòng)
D.速度由負(fù)值變正值，加速度為正值的運(yùn)動(dòng)
2.如圖2－1－6所示是采用每秒閃光10次拍攝的小球在水平面上運(yùn)動(dòng)的頻閃照片，照片中每?jī)蓚�(gè)相鄰的小球的影像間隔的時(shí)間是0.1 s，這樣便記錄了小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.而小球運(yùn)動(dòng)的位移則可以用刻度尺測(cè)出.試根據(jù)圖中信息作出小球的v－t圖象.
圖2－1－6
參考答案
1.答案：AB
解析：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究的運(yùn)動(dòng)只能是直線運(yùn)動(dòng)，并且紙帶不能做往復(fù)運(yùn)動(dòng),可以做加速運(yùn)動(dòng)，如A、B選項(xiàng).可以做單向減速運(yùn)動(dòng)，但速度方向不能改變，故C、D均錯(cuò).
2.答案：見解析
解析：求得各段的平均速度，因間隔時(shí)間為0.1 s，故平均速度與瞬時(shí)速度近似相等.測(cè)出間距，求速度：v1=x1/T=0.07 m/s，v2=x2/T=0.09 m/s，v3=x3/T=0.14 m/s，v4=x4/T=0.18 m/s，v5=x5/T=0.25 m/s.根據(jù)所求數(shù)據(jù)作出的v－t圖象如圖2－1－7所示.
圖2－1－7
板書設(shè)計(jì)
1 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律
進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 小車在重物作用下拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)
處理數(shù)據(jù) 用平均速度代替瞬時(shí)速度的方法得到各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度
作圖象 描點(diǎn)連線作圖后，得到的圖象是一條傾斜的直線
活動(dòng)與探究
探究活動(dòng)的主題：粘貼紙帶看能否反映物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.
步 驟 學(xué)生活動(dòng) 教師指導(dǎo) 目的
1 根據(jù)相關(guān)資料，收集自己實(shí)驗(yàn)中的紙帶，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 介紹相關(guān)資料和參考材料 1.提高學(xué)生用紙帶探究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)
2.培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力
2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行操作，分析所粘貼紙帶 解答學(xué)生提出的具體問題
3 相互交流自己的分析結(jié)果 對(duì)優(yōu)秀分析進(jìn)行點(diǎn)評(píng)
參考資料：選擇一條打點(diǎn)清晰的紙帶，標(biāo)上計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后將紙帶每隔相同時(shí)間間隔從計(jì)數(shù)點(diǎn)處剪下，連續(xù)剪下4～5段，分別排列在預(yù)先貼有雙面膠帶的小黑板上，排列時(shí)要求底邊對(duì)齊.如圖2－1－8所示，紙帶的排列成“階梯”狀.那么，請(qǐng)你討論這樣處理能不能反映物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律？親自動(dòng)手實(shí)踐一下.
圖2－1－8
提示：因?yàn)槊慷渭垘чL(zhǎng)度都對(duì)應(yīng)物體在相等時(shí)間內(nèi)的位移，所以紙帶長(zhǎng)度正比于運(yùn)動(dòng)速度，從紙帶長(zhǎng)度均勻增大也可以判定物體的運(yùn)動(dòng)速度均勻增大.
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