高中物理《小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規劃》的教案設計
1 實(shí)驗：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規律
從容說(shuō)課
本節課是實(shí)驗探究型的課題，旨在引導學(xué)生研究小車(chē)在實(shí)際運動(dòng)中的速度隨時(shí)間變化的規律，目的是讓學(xué)生通過(guò)科學(xué)探究活動(dòng)來(lái)完成.讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，體驗科學(xué)探究的方法，提高用數學(xué)圖象法處理實(shí)驗數據的能力.盡管本節提供的小車(chē)在重物牽引下的運動(dòng)看似簡(jiǎn)單，但就其研究問(wèn)題的過(guò)程與方法是很具有基礎性和典型性的.教學(xué)過(guò)程中要充分發(fā)揮學(xué)生的主體參與意識，要敢于放手讓學(xué)生自己去設計實(shí)驗，千萬(wàn)不能將實(shí)驗步驟一、二、三、四，甲、乙、丙、丁地列出后，不管不問(wèn).要重視獲取知識的過(guò)程，讓學(xué)生體驗一種從實(shí)驗探究中獲取數據、作出圖象、分析圖象、尋找規律的科學(xué)思維方法和能力.
提醒教師本節課的實(shí)驗目標是：要求學(xué)生在學(xué)會(huì )打點(diǎn)計時(shí)器的使用、紙帶數據處理、測瞬時(shí)速度以及速度—時(shí)間圖象的基礎上，運用這些知識和技能探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規律.因此在實(shí)驗前要適當讓學(xué)生討論回顧、復習打點(diǎn)計時(shí)器的使用方法和注意事項.要真正體現通過(guò)實(shí)驗探究培養學(xué)生學(xué)習物理和研究物理問(wèn)題的方法，學(xué)習尋找規律的方法.
三維目標
知識與技能
1.根據相關(guān)實(shí)驗器材，設計實(shí)驗并熟練操作.
2.會(huì )運用已學(xué)知識處理紙帶，求各點(diǎn)瞬時(shí)速度.
3.會(huì )用表格法處理數據，并合理猜想.
4.巧用v－t圖象處理數據，觀(guān)察規律.
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.
過(guò)程與方法
1.初步學(xué)習根據實(shí)驗要求設計實(shí)驗，完成某種規律的探究方法.
2.對打出的紙帶，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 )根據實(shí)驗數據進(jìn)行猜測、探究、發(fā)現規律的探究方法.
4.認識數學(xué)化繁為簡(jiǎn)的工具作用，直觀(guān)地運用物理圖象展現規律，驗證規律.
5.通過(guò)實(shí)驗探究過(guò)程，進(jìn)一步熟練打點(diǎn)計時(shí)器的應用，體驗瞬時(shí)速度的求解方法.
情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
1.通過(guò)對小車(chē)運動(dòng)的設計，培養學(xué)生積極主動(dòng)思考問(wèn)題的習慣，并鍛煉其思考的全面性、準確性與邏輯性.
2.通過(guò)對紙帶的處理、實(shí)驗數據的圖象展現，培養學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，能使學(xué)生靈活地運用科學(xué)方法來(lái)研究問(wèn)題、解決問(wèn)題、提高創(chuàng )新意識.
3.在對實(shí)驗數據的猜測過(guò)程中，提高學(xué)生合作探究能力.
4.在對現象規律的語(yǔ)言闡述中，提高了學(xué)生的語(yǔ)言表達能力，還體現了各學(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(guò)經(jīng)歷實(shí)驗探索過(guò)程，體驗運動(dòng)規律探索的方法.
教學(xué)重點(diǎn)
1.圖象法研究速度隨時(shí)間變化的規律.
2.對運動(dòng)的速度隨時(shí)間變化規律的探究.
教學(xué)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.
教具準備
學(xué)生電源、導線(xiàn)、打點(diǎn)計時(shí)器、小車(chē)、4個(gè)25 g的鉤碼、一端帶有滑輪的長(cháng)木板、帶小鉤的細線(xiàn)、紙帶、刻度尺、坐標紙、多媒體課件、計算機
課時(shí)安排
2課時(shí)
教學(xué)過(guò)程
�。坌抡n導入］
�。ㄕn件展示）下列語(yǔ)言表述中提及的運動(dòng)情景.
師：物體的運動(dòng)通常是比較復雜的.
放眼所見(jiàn)，物體的運動(dòng)規律各不相同.在生活中，人 們跳遠助跑、水中嬉戲、駕車(chē)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……這些運動(dòng)中都有速度的變化.
物體的速度變化存在規律嗎？怎樣探索復雜運動(dòng)蘊含的規律呢？
要想探究一個(gè)物體隨時(shí)間變化的規律，必須知道物體在一系列不同時(shí)刻的速度.直接測量瞬時(shí)速度是比較困難的，我們可以借助打點(diǎn)計時(shí)器先記錄物體在不同時(shí)刻的位置，再通過(guò)對紙帶的分析、計算得到各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度.
�。坌抡n教學(xué)］
一、進(jìn)行實(shí)驗
【討論與交流】
進(jìn)行實(shí)驗前，讓學(xué)生先回顧上一章是怎樣使用打點(diǎn)計時(shí)器的，討論后回答.
圖2－1－1 探究小車(chē)的運動(dòng)規律
生1：把打點(diǎn)計時(shí)器固定好，裝好紙帶.開(kāi)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，千萬(wàn)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：為了節省電能，因為國家電力能源緊張.
生4：不，因為打點(diǎn)計時(shí)器是按間歇工作設計的，所以長(cháng)期工作可能會(huì )因線(xiàn)圈發(fā)熱而損壞.這樣做是為了保護打點(diǎn)計時(shí)器.
師：好，大家根據以前的經(jīng)驗，閱讀課本第34頁(yè)“進(jìn)行實(shí)驗”標題下的兩段文字后分組進(jìn)行討論實(shí)驗方案.
讓學(xué)生自己設計好實(shí)驗，并口頭闡述相關(guān)實(shí)驗器材及步驟.
生：實(shí)驗中需要的器材應該有：附有滑輪的長(cháng)木板，小車(chē)，帶小鉤的細線(xiàn)，鉤碼，打點(diǎn)計時(shí)器，紙帶，刻度尺，學(xué)生電源，導線(xiàn)等.
生：我們是在鉤碼的牽引下讓小車(chē)運動(dòng)的，為了研究小車(chē)的速度隨時(shí)間變化的規律，需要把打點(diǎn)計時(shí)器固定在長(cháng)木板上.讓小車(chē)拖動(dòng)紙帶運動(dòng)，然后我們再研究所打紙帶上的點(diǎn)，從而得出小車(chē)的運動(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(lái)牽引小車(chē)，看小車(chē)的運動(dòng)快慢情況，速度的變化情況.
教師及時(shí)評價(jià)學(xué)生的討論結果，適時(shí)指出不當之處，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)驗過(guò)程.
投影展示的內容
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.
引導學(xué)生熟練地擺好器材，進(jìn)行合理、準確的操作，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶.學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗，老師巡回指導，引導學(xué)生“三思而后行”，注意實(shí)驗邏輯性、合理性及其相關(guān)注意事項，而且確保準確，并巡視全場(chǎng)，對出現的問(wèn)題予以及時(shí)糾正.幫助實(shí)力較弱的小組實(shí)現實(shí)驗.
學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗操作，注意把實(shí)驗過(guò)程和已學(xué)過(guò)的“練習使用打點(diǎn)計時(shí)器”相對比，及時(shí)提出問(wèn)題.
點(diǎn)評：（1）在動(dòng)手操作之前，可以讓學(xué)生先在頭腦中實(shí)驗，提前思考實(shí)驗順序和注意事項；保證操作的順利進(jìn)行.
�。�2）和已學(xué)實(shí)驗進(jìn)行對比，使學(xué)生很好地應用了比較法，且有助于加深記憶.
�。�3）對學(xué)生出現的問(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，調動(dòng)學(xué)生思考的積極性和主動(dòng)性.
二、處理數據
師：我們通過(guò)打點(diǎn)計時(shí)器得到了若干條紙帶，采集了第一手資料，面對打出的紙帶如何研究小車(chē)的運動(dòng)呢？接下來(lái)我們采集數據，處理數據.
學(xué)生討論怎樣選擇紙帶，如何測量數據，如何設計表格，填寫(xiě)數據.
【課堂交流】
生1：要選擇一條最清晰的紙帶.
生2：開(kāi)始的幾個(gè)點(diǎn)不清晰，該怎么測��！
生3：我建議舍去這幾個(gè)點(diǎn)算了.
生4：對啊，計時(shí)起點(diǎn)是人為選取的，我們可以找一清晰的點(diǎn)開(kāi)始當作計時(shí)的起點(diǎn).
教師及時(shí)評論學(xué)生的討論，肯定學(xué)生的成績(jì).
師：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),建議你們在測量前每五個(gè)點(diǎn)選一個(gè)計數點(diǎn).
學(xué)生實(shí)時(shí)測量，教師巡回指導，指出學(xué)生中出現的問(wèn)題.
師：大家在測量時(shí)，我建議你們在選好計時(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.大家想想，這樣做，有什么好處?
生：我們是每?jì)蓚�(gè)計數點(diǎn)間就測量一個(gè)數據.這不是一樣嗎？
師：我說(shuō)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，測出每?jì)蓚�(gè)點(diǎn)間的距離，而我的做法與老師您說(shuō)的一樣，我感覺(jué)這樣能減少測量誤差.
學(xué)生測量數據，記錄結果.
教師引導學(xué)生學(xué)會(huì )計算各點(diǎn)瞬時(shí)速度的方法和表格處理方法.
師：大家想想怎樣計算計數點(diǎn)的瞬時(shí)速度.
生：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Δx，同時(shí)找出對應的時(shí)間Δt，根據 = 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.
生：我們這個(gè)小組是選了相鄰三個(gè)計數點(diǎn)間的間隔為研究對象，根據測量結果算出這兩個(gè)0.1 s內的距離Δx，把 = 算出的平均速度近似當作這三個(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(shuō)的做，這在近似計算來(lái)看，還是個(gè)很好的方法.
學(xué)生算出各個(gè)計數點(diǎn)的瞬時(shí)速度，并填入自己設計的表格中.
教師課件投影參考提示：
投影展示的內容（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(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).
5.選擇相隔0.1 s，即中間空四個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔的若干計數點(diǎn)進(jìn)行測量，把數據填入表格.
6.計算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，填入自己設計的表格中，可參考課本第34頁(yè)表格.
三、作出速度—時(shí)間圖象
師：有了原始數據，確定運動(dòng)規律的最好辦法是作速度—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).
【討論與交流】
學(xué)生回顧上一章中描畫(huà)手拉紙帶的速度—時(shí)間圖象的情景，討論如何在本次實(shí)驗中描點(diǎn)、連線(xiàn).
生：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—時(shí)間坐標系中描出.
師：要注意選擇合適的標度喲！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平面的大部分面積）
師：請同學(xué)們注意觀(guān)察和思考你所描畫(huà)的這些點(diǎn)的分布規律.
生1：我看描出的這些點(diǎn)都大致落在一條直線(xiàn)上.
生2：我們的也是.
師：我們是用折線(xiàn)連呢，還是怎樣連？
生：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.
師：在連線(xiàn)時(shí)，還要注意使連線(xiàn)兩側的點(diǎn)數大致相同.
學(xué)生連線(xiàn)，教師指導，隨時(shí)回答學(xué)生可能提出的問(wèn)題.
生：我們這兒出現了有一個(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？
師：這個(gè)問(wèn)題很典型，大家對此進(jìn)行一下討論.
生：大概是那一瞬時(shí)小車(chē)的速度瞬時(shí)突變了.
生：我看小車(chē)的運動(dòng)快慢還是比較均勻的，那一點(diǎn)的速度值可能是測量或計算出了問(wèn)題.
師：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.可以將這個(gè)點(diǎn)視為無(wú)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.
【課堂探究】
展示問(wèn)題：怎樣根據所畫(huà)的速度—時(shí)間圖象求加速度？
生1：從所畫(huà)的圖象中取兩個(gè)點(diǎn)，找到它們的縱橫坐標（t1，v1）、（t2，v2），然后代入公式a= = .
生2：我們在找這兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)候還可以充分利用已測的數據、已描畫(huà)的點(diǎn)的坐標，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誤.請大家想想看，如果我們仍貪圖方便還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)數據代入公式算不就行了嗎？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.
師：我們求加速度的方法有兩個(gè)，一個(gè)是公式法，可以直接用兩組數據代入公式；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入到公式a= = 中,求出加速度,就能更詳細地知道物體的運動(dòng)情況.
學(xué)生根據教師指導求出小車(chē)運動(dòng)的加速度，用自己的語(yǔ)言描述小車(chē)的運動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規律.
生1：小車(chē)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(chē)做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運動(dòng)，加速度大小是2.1 m/s2.
師：同學(xué)們的描述都是不錯的，有的定性說(shuō)明，有的定量表述.總之，小車(chē)的運動(dòng)速度隨著(zhù)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：這里答案不唯一，應鼓勵學(xué)生大膽表達，對正確的地方表?yè)P，不合適的地方應引導、糾正，這樣才能使學(xué)生加深印象，培養良好的思維習慣，提高創(chuàng )新意識,開(kāi)闊思維.
【實(shí)踐與拓展】
展示問(wèn)題：汽車(chē)沿平直的公路行駛，小明坐在汽車(chē)駕駛員旁，注視著(zhù)速度計，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：從表中數據得到汽車(chē)在各段時(shí)間內的運動(dòng)特點(diǎn)：在0～15 s內，汽車(chē)的速度在變化，每5 s速度增大_________km/h；在15～30 s內汽車(chē)速度不變,速度大小為_(kāi)__________km/h；在35～45 s 內汽車(chē)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：請你根據上表中的數據，在下邊的坐標系中標出對應的點(diǎn)，并用平滑的線(xiàn)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：如果認為在0～15 s內速度的變化是均勻的，你能在圖象中找出汽車(chē)在7.5 s時(shí)的速度值嗎？
生：能，為35 km/h.
【課堂交流】
師：下面我用計算機繪制速度—時(shí)間圖象，演示給大家看，大家有機會(huì )可以到微機室或家中電腦前親自體驗一下喲！
觀(guān)察計算機作圖，了解計算機作圖的優(yōu)越性.
教師用Excel軟件演示作v－t圖.
學(xué)生認真觀(guān)察、體會(huì )并和手工作圖加以對比，爭取課下獨立完成.
演示過(guò)程與方法：
打開(kāi)Excel工作簿可以看到行和列，行號用1、2、3……表示；列號用A、B、C……表示.將自變量時(shí)間的數值從某一單元格開(kāi)始輸入，在同一列中將其他時(shí)間值一一輸入.在相鄰的右側一列中將速度值一一輸入，注意速度值要與時(shí)間值相對應.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.用鼠標選中這些數據.再用鼠標左鍵單擊“圖表向導”按鈕，出現“圖表類(lèi)型”窗口，選“散點(diǎn)圖”，選“確定”按鈕，彈出“圖表標題輸入框”，輸入相應的字符后選“下一步”按鈕，直到“完成”.出現由點(diǎn)組成的圖表，用鼠標右鍵單擊繪圖區中任何一個(gè)數據點(diǎn)，出現下拉式菜單，選“添加趨勢線(xiàn)”，彈出“添加趨勢線(xiàn)”窗口，選擇“線(xiàn)性”趨勢；打開(kāi)該窗口的“選項”，對其中“顯示公式”左側的小方格用鼠標左鍵單擊出現“√”號后，按“確定”.則圖表框中出現一條直線(xiàn)，這就是經(jīng)過(guò)計算機做最佳“擬合”后的v－t圖象，并顯示出一個(gè)表明該圖象的函數式.
點(diǎn)評：學(xué)生每人一機，可能有的學(xué)校條件不具備，但教師用機基本能實(shí)現，因此這兒作一演示，有計算機的學(xué)生課下可自行完成，對微機學(xué)習也是一個(gè)促進(jìn)，沒(méi)有條件的學(xué)生也可以增強感觀(guān)認識，同時(shí)還能提高學(xué)生的興趣，增強學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性.
【課堂訓練】
出示題目1：在探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化規律的實(shí)驗中，得到一條記錄小車(chē)運動(dòng)情況的紙帶，如圖2－1－3所示.圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數點(diǎn)，相鄰計數點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén)=0.1 s.
圖2－1－3
�。�1）根據紙帶上的數據，計算B、C、D各點(diǎn)的速度，填入表中.
�。�2）在坐標紙上作出小車(chē)的v－t圖象.
位置編號 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：由紙帶標明的數據可以計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(xiàn)運動(dòng)物體在一段時(shí)間內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
分別填入表中對應位置即可.
�。�2）在圖象上取合適的單位嚴格描點(diǎn)，這些點(diǎn)大致分布在一條直線(xiàn)上，不能位于直線(xiàn)上的點(diǎn)要盡量對稱(chēng)分布于直線(xiàn)兩側，得到小車(chē)的v－t圖象.圖象略.
點(diǎn)評：本題中要計算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(lái)完成.本課中可不必刻意追求數據的完整.
出示題目2：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：
計數點(diǎn)序號 1 2 3 4 5 6
計數點(diǎn)對應時(shí)刻（s） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
通過(guò)計數點(diǎn)的速度（m/s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
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a=Δv/Δt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=Δv/Δt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
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=Δv/Δt算出加速度，即方法C.
出示題目3：某實(shí)驗小組用打點(diǎn)計時(shí)器探究小車(chē)運動(dòng)情況，用打點(diǎn)計時(shí)器記錄小車(chē)運動(dòng)的時(shí)間，計時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，圖2－1－4所示是與小車(chē)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(huà)出.用米尺量出A點(diǎn)距離B、C、D、E各點(diǎn)的長(cháng)度如圖上標度.該小組同學(xué)在教師的幫助下，設法算出了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
建立恰當的坐標系，在直角坐標系中描點(diǎn)，觀(guān)察各數據點(diǎn)并思考怎樣用一條線(xiàn)段將各點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，并作出這個(gè)圖象.
圖線(xiàn)延長(cháng)線(xiàn)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(xiàn)運動(dòng)嗎?說(shuō)出原因.若是，請求出加速度.
解答：（1）圖象如圖2－1－5所示,說(shuō)明：作圖象時(shí),要讓盡可能多的點(diǎn)落在直線(xiàn)上,不在直線(xiàn)上的點(diǎn)盡可能分居在直線(xiàn)的兩側.相當于數據處理中的平均值,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(xiàn)延長(cháng)線(xiàn)與縱軸的交點(diǎn)表示的是該運動(dòng)的初速度,即0.53 m/s.圖象中的速度—時(shí)間圖線(xiàn)是一條直線(xiàn),且向上傾斜,故這是勻加速直線(xiàn)運動(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
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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，很好地提高了大家各方面的能力，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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教材第36頁(yè)“問(wèn)題與練習”.
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1.用打點(diǎn)計時(shí)器拉動(dòng)通過(guò)計時(shí)器的紙帶來(lái)分析物體運動(dòng)速度和加速度的實(shí)驗中，可以分析的運動(dòng)應該是
A.速度恒為正值，加速度亦為正值的運動(dòng)
B.速度恒為負值，加速度亦為負值的運動(dòng)
C.速度由正值變負值，加速度為負值的運動(dòng)
D.速度由負值變正值，加速度為正值的運動(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動(dòng)的頻閃照片，照片中每?jì)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動(dòng)的時(shí)間.而小球運動(dòng)的位移則可以用刻度尺測出.試根據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)計時(shí)器研究的運動(dòng)只能是直線(xiàn)運動(dòng)，并且紙帶不能做往復運動(dòng),可以做加速運動(dòng)，如A、B選項.可以做單向減速運動(dòng)，但速度方向不能改變，故C、D均錯.
2.答案：見(jiàn)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.根據所求數據作出的v－t圖象如圖2－1－7所示.
圖2－1－7
板書(shū)設計
1 實(shí)驗：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規律
進(jìn)行實(shí)驗 小車(chē)在重物作用下拖動(dòng)紙帶運動(dòng)，打點(diǎn)計時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)
處理數據 用平均速度代替瞬時(shí)速度的方法得到各計數點(diǎn)的瞬時(shí)速度
作圖象 描點(diǎn)連線(xiàn)作圖后，得到的圖象是一條傾斜的直線(xiàn)
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動(dòng)規律.
步 驟 學(xué)生活動(dòng) 教師指導 目的
1 根據相關(guān)資料，收集自己實(shí)驗中的紙帶，設計實(shí)驗方案 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動(dòng)規律的認識
2.培養學(xué)生的動(dòng)手能力和獨立思考能力
2 根據實(shí)驗方案，進(jìn)行操作，分析所粘貼紙帶 解答學(xué)生提出的具體問(wèn)題
3 相互交流自己的分析結果 對優(yōu)秀分析進(jìn)行點(diǎn)評
參考資料：選擇一條打點(diǎn)清晰的紙帶，標上計數點(diǎn)，然后將紙帶每隔相同時(shí)間間隔從計數點(diǎn)處剪下，連續剪下4～5段，分別排列在預先貼有雙面膠帶的小黑板上，排列時(shí)要求底邊對齊.如圖2－1－8所示，紙帶的排列成“階梯”狀.那么，請你討論這樣處理能不能反映物體的運動(dòng)規律？親自動(dòng)手實(shí)踐一下.
圖2－1－8
提示：因為每段紙帶長(cháng)度都對應物體在相等時(shí)間內的位移，所以紙帶長(cháng)度正比于運動(dòng)速度，從紙帶長(cháng)度均勻增大也可以判定物體的運動(dòng)速度均勻增大.
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