人教版高中物理必修1第2章第1節實驗：探究小車速度隨時間變化的規律教案課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：人教版高中物理必修1第2章第1節實驗：探究小車速度隨時間變化的規律

2.教學年級和班級：高中一年級

3.授課時間：2023年9月15日

4.教學時數：1課時二、核心素養目標三、學習者分析1.學生已經掌握了初中物理中的基本運動學概念，如速度、加速度等，以及簡單的實驗操作技能。

2.學生對于實驗探究具有濃厚興趣，具備一定的觀察能力和動手能力，喜歡通過實驗來驗證理論。他們在學習風格上可能偏好直觀、實踐性強的教學方式。

3.學生可能遇到的困難和挑戰包括對實驗數據的處理和分析能力較弱，對于抽象物理概念的理解可能不夠深入，以及在實驗操作中可能因為操作不當導致實驗結果不準確。此外，學生可能對于如何設計實驗、如何控制變量等方面存在疑問。四、教學資源-物理必修1教材

-實驗室小車及軌道

-計時器

-米尺

-數據記錄表格

-投影儀

-白板和馬克筆

-實驗指導手冊

-多媒體教學軟件五、教學過程1.導入新課

同學們，上一節課我們學習了速度和加速度的概念，那么在實際運動中，物體的速度是如何變化的呢？今天我們就通過一個實驗來探究小車速度隨時間變化的規律。

2.實驗前準備

（1）請同學們檢查實驗器材是否齊全，包括小車、軌道、計時器、米尺等。

（2）請同學們閱讀實驗指導手冊，了解實驗步驟和注意事項。

3.實驗操作

（1）將小車放置在軌道上，確保軌道水平。

（2）將計時器連接到電腦，打開實驗軟件。

（3）請一位同學操作計時器，另一位同學用米尺測量小車運動距離。

（4）在實驗開始時，同時按下計時器和啟動按鈕，記錄小車的起始位置。

（5）小車開始運動后，每隔0.1秒記錄一次小車的位置。

（6）當小車運動到軌道末端時，停止實驗，記錄小車停止位置。

4.數據處理與分析

（1）請同學們將實驗數據記錄在表格中，包括時間、小車位置等。

（2）根據實驗數據，計算小車在不同時間段的位移和速度。

（3）將計算結果繪制成位移-時間圖和速度-時間圖。

5.探究全文側重點

（1）請同學們觀察位移-時間圖，分析小車的運動規律。

（2）請同學們觀察速度-時間圖，分析小車的速度隨時間變化的規律。

（3）討論小車速度隨時間變化的原因，引導學生理解加速度的概念。

6.總結與講解

（1）請同學們總結實驗結果，得出小車速度隨時間變化的規律。

（2）講解加速度的概念，以及加速度與速度變化的關系。

（3）通過實例，讓學生理解加速度在生活中的應用。

7.鞏固練習

（1）請同學們完成以下練習題：

-已知小車在某段時間內的位移和時間，求小車的速度。

-已知小車在某段時間內的速度和時間，求小車的加速度。

（2）請同學們互相討論，分享解題過程和心得。

8.課堂小結

今天我們通過實驗探究了小車速度隨時間變化的規律，學習了加速度的概念，并理解了加速度與速度變化的關系。希望同學們能夠將所學知識應用到實際問題中，不斷提高自己的物理素養。

9.課后作業

（1）整理實驗報告，包括實驗目的、實驗步驟、實驗數據、實驗分析等。

（2）預習下一節課的內容，了解物體在勻加速直線運動中的速度變化規律。

（3）完成課后練習題，鞏固所學知識。六、學生學習效果學生學習效果顯著，具體體現在以下幾個方面：

1.理論知識掌握：學生能夠準確理解速度、加速度等基本物理概念，并能夠運用這些概念解釋物體運動的基本規律。通過實驗探究，學生能夠理解小車速度隨時間變化的規律，并將這一規律與加速度的概念聯系起來。

2.實驗技能提升：學生在實驗操作中掌握了使用計時器、米尺等實驗器材的技能，能夠獨立完成實驗數據的收集和處理。他們學會了如何記錄數據，如何繪制位移-時間圖和速度-時間圖，以及如何從圖中分析運動規律。

3.分析與解決問題的能力：學生在處理實驗數據時，能夠運用數學工具進行計算和分析，從而得出小車的速度和加速度。他們能夠通過圖表來直觀地觀察和理解速度隨時間變化的趨勢，并能夠基于實驗結果提出合理的物理解釋。

4.科學思維的形成：通過實驗探究，學生能夠體驗科學研究的全過程，包括提出假設、設計實驗、收集數據、分析結果和得出結論。這種過程有助于學生形成科學的思維方式，培養他們探索未知世界的興趣和勇氣。

5.團隊合作與交流能力的增強：在實驗過程中，學生需要與同伴合作完成實驗任務，這要求他們學會分工、溝通和協作。在交流討論環節，學生能夠表達自己的觀點，傾聽他人的意見，并在討論中完善自己的理解。

6.應用知識的能力：學生能夠將所學的物理知識應用到實際問題中，如計算物體在勻加速直線運動中的位移、速度和加速度等。他們也能夠理解加速度在日常生活中的應用，如車輛加速、物體自由下落等。

7.自主學習能力：通過本節課的學習，學生能夠自主查找相關資料，預習和復習課程內容，提高了自主學習的能力。他們在課后能夠獨立完成作業和練習題，進一步鞏固和深化所學知識。七、課后作業1.作業題目：探究物體勻加速直線運動的速度變化

請同學們根據課堂所學內容，完成以下作業：

（1）一個物體從靜止開始做勻加速直線運動，已知加速度為2m/s2，求物體在第3秒末的速度和位移。

（2）一輛汽車以10m/s的速度行駛，然后以2m/s2的加速度勻加速行駛了5秒，求汽車在這5秒內的位移和末速度。

（3）一個小球從高度h自由落下，不計空氣阻力，求小球落地時的速度和落地所需時間。已知重力加速度為9.8m/s2。

（4）一個物體在水平地面上以5m/s的速度向右運動，然后受到一個向左的恒力作用，開始做勻減速直線運動，已知減速度為3m/s2，求物體停止運動所需的時間和運動過程中的位移。

（5）一個小車在水平軌道上以20m/s的速度行駛，然后開始做勻減速直線運動，已知減速加速度為4m/s2，求小車減速到10m/s所需的位移。

作業答案：

（1）第3秒末的速度v=a*t=2m/s2*3s=6m/s

第3秒末的位移s=0.5*a*t2=0.5*2m/s2*(3s)2=9m

（2）5秒內的位移s=v?*t+0.5*a*t2=10m/s*5s+0.5*2m/s2*(5s)2=62.5m

5秒末的速度v=v?+a*t=10m/s+2m/s2*5s=20m/s

（3）落地時的速度v=g*t

落地所需時間t=√(2*h/g)

落地時的速度v=g*√(2*h/g)=√(2*g*h)

其中h為小球的高度

（4）停止運動所需的時間t=v?/a=5m/s/3m/s2≈1.67s

運動過程中的位移s=v?*t-0.5*a*t2=5m/s*1.67s-0.5*3m/s2*(1.67s)2≈4.17m

（5）減速到10m/s所需的位移s=(v?2-v2)/(2*a)=(20m/s2-10m/s2)/(2*4m/s2)=25m

請同學們在完成作業時，注意單位的統一和使用，以及公式的正確應用。作業完成后，請仔細檢查，確保計算過程無誤。八、作業布置與反饋作業布置：

1.根據課堂實驗探究的結果，撰寫一篇實驗報告，包括實驗目的、實驗步驟、實驗數據記錄、數據分析及結論。

2.完成以下計算題：

a)一個物體以5m/s的初速度開始做勻加速直線運動，加速度為3m/s2，求物體在前4秒內的位移和末速度。

b)一輛自行車以6m/s的速度行駛，然后開始做勻減速直線運動，減速度為2m/s2，求自行車減速到停止所需的時間。

c)一個小球從10米高空自由落下，不計空氣阻力，求小球落地時的速度和落地時間。

d)一輛汽車從靜止開始做勻加速直線運動，經過3秒后速度達到12m/s，求汽車的加速度和在這3秒內的位移。

e)一個物體在水平地面上以8m/s的速度向右運動，受到一個向左的恒力作用，開始做勻減速直線運動，減速到4m/s時，求物體的位移和減速過程中的加速度。

作業反饋：

1.實驗報告：

-檢查實驗報告是否完整，包括所有必要的部分。

-關注實驗數據記錄的準確性，以及數據分析的合理性。

-對報告中存在的任何邏輯錯誤或理解偏差進行指正，并給出改進建議。

2.計算題：

-對每個學生的計算過程進行檢查，確保公式使用正確，單位一致。

-對計算結果進行核對，指出任何計算錯誤，并指導學生找出錯誤的原因。

-對學生的解題思路和步驟進行評價，鼓勵他們使用合適的物理概念和方