PAGEPAGE9實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律備課資源完成本實(shí)驗(yàn)的一些建議：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100g以內(nèi)為宜。若用到150g以上，則紙帶上打出的點(diǎn)數(shù)不能滿足以0.1s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40～100g之間取三種不同質(zhì)量，可用托盤(pán)天平稱量沙桶和沙子。若用50g鉤碼，取至150g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0．08s或0．06s，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100g以上砂子的帶蓋塑料瓶。 3.在小車后面安裝紙帶的方法如圖2-1-1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(kāi)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(huà)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。教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)與技能1.能熟練使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。2.會(huì)根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并完成操作。3.會(huì)處理紙帶求各點(diǎn)瞬時(shí)速度。4.會(huì)設(shè)計(jì)表格并用表格記錄并處理數(shù)據(jù)。5.會(huì)用v-t圖象處理數(shù)據(jù)，描述物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。二、過(guò)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)，探究某種規(guī)律的研究方法。2.初步學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1.體會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路方法，體會(huì)物理學(xué)的研究方法、研究思想。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的思想方法，以及探索物理規(guī)律的興趣與愛(ài)好。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)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)律的研究。教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入新課很多物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)快時(shí)慢，即物體的速度隨時(shí)間不斷變化，并且速度隨時(shí)間變化遵循不同的規(guī)律。那么怎樣探究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)速度與時(shí)間的變化規(guī)律呢？這節(jié)課我們以小車在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)為例，探究一下小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。板書(shū)：第一節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律二、進(jìn)行新課（一）問(wèn)題猜想及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教師提問(wèn)：小車的速度隨時(shí)間變化規(guī)律有幾種可能？怎樣直觀你的猜想？學(xué)生回答：小車的速度變化可能是先快后慢、先慢后快、均勻變化等。可結(jié)合速度圖象描述猜想。教師提問(wèn)：提示如何測(cè)量出不同時(shí)刻的小車運(yùn)動(dòng)速度？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生討論：……學(xué)生回答：在車的后面固定一紙帶，讓紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。小車運(yùn)動(dòng)時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄了小車的運(yùn)動(dòng)情況，在計(jì)數(shù)點(diǎn)上標(biāo)記時(shí)刻，計(jì)算出計(jì)數(shù)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度，最后用v-t圖象研究小車的速度。教師評(píng)價(jià)后指導(dǎo)學(xué)生：很好，我們還應(yīng)該注意什么事項(xiàng)，以及怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟呢？（二）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)生活動(dòng)：分組討論實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意事項(xiàng)以及實(shí)驗(yàn)步驟。教師提問(wèn)：開(kāi)始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器這是為什么？學(xué)生回答：這樣可使紙帶上打的點(diǎn)盡可能多一些。教師提問(wèn)：在測(cè)小車的加速度時(shí)，是先接通電源讓計(jì)時(shí)器工作后，再放開(kāi)小車，還是先放小車后接通電源讓計(jì)時(shí)器工作？學(xué)生回答：為使紙帶上打的點(diǎn)盡可能多一些，先接通電源讓計(jì)時(shí)器工作后，再放開(kāi)小車。教師提問(wèn)：要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞應(yīng)怎辦？學(xué)生回答：當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它。學(xué)生活動(dòng)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，并完成實(shí)驗(yàn)。教師活動(dòng)：投影展示實(shí)驗(yàn)步驟，并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比糾正。實(shí)驗(yàn)步驟：1.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)木板上沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路。2.用一條細(xì)繩拴住小車使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上適量的鉤碼，讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端固定在小車的上面。3.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)。換上新的紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。教師指導(dǎo)：建議同學(xué)們?cè)趧?dòng)手操作之前，可以先在頭腦中實(shí)驗(yàn)，提前思考實(shí)驗(yàn)順序和注意事項(xiàng)，可以先想一想練習(xí)時(shí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生正確進(jìn)行器材安裝，進(jìn)行合理、規(guī)范的操作，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(wèn)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)。對(duì)學(xué)生出現(xiàn)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(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。（三）數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)論教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生分組進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。40●●40●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●1235x1x2x3x4x5圖圖22.若從起點(diǎn)開(kāi)始，每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別記為1、2、3、4、5點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為多少秒？學(xué)生回答：。3.用直尺分別測(cè)量各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，填入下表。通過(guò)觀察、思考，看看相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離有什么規(guī)律？教師指導(dǎo)：相鄰的距離之差是一個(gè)定值。這是勻變速直線運(yùn)動(dòng)一個(gè)很重要的特點(diǎn)，也是判斷一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)是不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)依據(jù)。4.根據(jù)相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別測(cè)量中間的計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4的瞬時(shí)速度，把各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度填入下表。教師點(diǎn)撥：求計(jì)數(shù)點(diǎn)瞬時(shí)速度公式舉例：，T=0.1s。計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)12345計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻（s）0.100.40各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離通過(guò)各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度（cm/s）（四）做出物體的速度——時(shí)間圖象。學(xué)生活動(dòng)：做出物體的速度——時(shí)間圖象。教師指導(dǎo)：運(yùn)用圖象來(lái)處理物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這是一個(gè)難點(diǎn)，作圖象時(shí)要標(biāo)明橫縱坐標(biāo)軸代表的物理意義，選擇合適的標(biāo)度，以各點(diǎn)瞬時(shí)速度v為縱軸，時(shí)間t為橫軸，不在同一直線上的點(diǎn)盡量均勻分布在直線的兩側(cè)。教師活動(dòng)：教師展示學(xué)生作出的圖象，并進(jìn)行鼓勵(lì)性評(píng)價(jià)。學(xué)生活動(dòng)：根據(jù)圖象得出小車運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。教師提問(wèn)：你根據(jù)小車的v-t圖象，能得出什么結(jié)論？學(xué)生討論后回答：1.時(shí)間增加相同的，速度也會(huì)增加相同的，即在相同時(shí)間內(nèi)速度的變化相等。2.從函數(shù)關(guān)系看：，速度隨時(shí)間均勻增加。師生共同得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：小車的速度隨時(shí)間均勻增加（變化），小車做勻變速（a不變）的直線運(yùn)動(dòng)。教師引導(dǎo)學(xué)生思考嘗試下面的實(shí)驗(yàn)：1.某同學(xué)用以下方法繪制的小車的v-t圖象，先把紙帶每隔0.1s剪斷，得到若干短紙條，再把這些紙條并排貼在一張紙上，使這些紙條下端對(duì)齊，作為時(shí)間軸，標(biāo)出時(shí)間，最后將紙條上端中心連起來(lái)，于是得到v-t圖象。請(qǐng)你按以上辦法繪制這個(gè)圖象。這樣做有道理嗎？說(shuō)說(shuō)你的看法。教師點(diǎn)撥：剪下的紙條長(zhǎng)度表示0.1s時(shí)間內(nèi)位移大小，可近似認(rèn)為速度v=，紙條長(zhǎng)度可認(rèn)為表示速度。2.某組同學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端的木板墊高，使木板有一傾斜角度，是否對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響？畫(huà)出的圖象有什么不同？答案：無(wú)；圖象與時(shí)間軸的夾角不同。三、課堂小結(jié)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們要掌握科學(xué)探究的方法和步驟，以及實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的一些問(wèn)題，并且學(xué)會(huì)利用表格和圖象處理數(shù)據(jù)的方法。四、布置作業(yè)教材P33問(wèn)題與練習(xí)2、4題。五、板書(shū)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：探究小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論小車的速度隨時(shí)間均勻增加（變化），小車做勻變速（a不變）的直線運(yùn)動(dòng)。六、課堂作業(yè)1.在探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，下列哪些器材是本實(shí)驗(yàn)必須的？①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器②天平③低壓直流電源④細(xì)繩⑤紙帶⑥小車⑦鉤碼⑧秒表⑨一端有滑輪的長(zhǎng)木板答案：①④⑤⑥⑦⑨達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪€需器材是：低壓交流電源、刻度尺。2.在實(shí)驗(yàn)“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”中，我們采用的正確方法是（）。A．舍掉開(kāi)頭過(guò)于緊密的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)B．為了實(shí)驗(yàn)精確，選取紙帶上第一個(gè)點(diǎn)做計(jì)時(shí)起點(diǎn)C．每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔只能取0.1sD．相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔可視打點(diǎn)密度而定，可取0.02s、0.04s、…n×0.02s均可答案：AD3.圖2-1-3中給出了從0點(diǎn)開(kāi)始每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶。0，1，2，3，4，5，6均為計(jì)數(shù)點(diǎn)。（每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出）圖圖2S1=1.40cm，S2=1.90cm，S3=2.38cm，S4=2.88cm，S5=3.39cm，S6=3.78cm。那么（1）計(jì)時(shí)器在打出1，2，3等點(diǎn)時(shí)小車的速度分別為：v1=cm/s；v2=cm/s；v3=cm/s；v4=cm/s；v5=cm/s。（2）在坐標(biāo)紙上畫(huà)出v-t圖象。（3）分析小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。答案：（1）v1=16.50cm/s；v2=21.40cm/s；v3=26.30cm/s；v4=31.35cm/s；v5=36.30cm/s。（3）小車的速度隨時(shí)間均勻增加。4.某同學(xué)用圖2-1-4所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖2-1-4a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材。b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次。選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，舍去開(kāi)始密集的點(diǎn)跡，從便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始，每?jī)蓚€(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2-1-5中0，1，2，…，6點(diǎn)所示。圖2-1-5c．測(cè)量1，2，3，…，6計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，分別記作：x1，x2，x3，…，x6。d．通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。e．分別計(jì)算出x1，x2，x3，…，x6與對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值v1，v2，v3，…，v6。f．以v為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出v與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn)，畫(huà)出v-t圖線。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙）、小車、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有________和________。（填選項(xiàng)代號(hào)）A．電壓合適的50Hz交流電源B．電壓可調(diào)的直流電源C．刻度尺D．秒表E．天平F．重錘（2）將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊，0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在位置如圖2-1-6所示，則x2＝________cm，x5＝________cm。圖2-1-6（3）該同學(xué)在圖2-1-7中已標(biāo)出1、3、4、6計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，請(qǐng)你在該圖中標(biāo)出與2、5兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫(huà)出v-t圖線。圖2-1-7（4）根據(jù)v-t圖線判斷，在打0計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，小車的速度v0＝______m/s；它在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度a＝______m/s2。答案：見(jiàn)解析。解析：（1）還需要的實(shí)驗(yàn)器材有電壓合適的50Hz交流電源和刻度尺。答案為AC。（2）用毫米刻度尺讀數(shù)，注意要估讀一位，則x2＝2.98cm，x5＝13