第一篇:3.2《匀变速直线运动的实验探究》教案13(鲁科版必修1)
3.2《匀变速直线运动的实验探究》教案(2课时)
从容说课
力学实验中有多个实验都要用到打点计时器(如研究匀变速运动的规律、验证牛顿
和位移关系的装置.4.提出问题:通过使用打点计时器怎么判断一个物体的运动是不是匀变速直线运动呢?学生讨论.[学生活动]学生讨论:通过使用打点计时器怎么判断一个物体的运动是不是匀变速直线运动呢?
5.介绍利用打点计时器测量小车沿斜面下滑的时间和位移的实验装置.6.介绍对纸带记录信息的多种处理方法(选取、分析、计算),理解位移、速度和加速度的关系.7.提出问题:怎样减小实验误差?实验过程的注意事项.[学生活动]学生讨论:怎样减小实验误差,实验过程的注意事项.学生分组实验.8.让学生分组实验.9.播放规范操作的实验录像,教师再现场演示并指出学生操作过程中需注意的事项.10.让学生在具体掌握打点计时器的使用后再一次分组实验,探究匀变速直线运动的规律.[学生活动]学生再一次分组实验.11.学生对纸带计算、讨论与交流,掌握匀变速直线运动的规律.[学生活动]学生对纸带计算、讨论与交流.二、频闪照相法及其应用
1.提出问题:除了打点计时器以外还可以用什么方法来记录物体运动的时间和位移.[学生活动]学生讨论:除了打点计时器以外还可以用什么方法来记录物体运动的时间和位移.2.提出问题:投影课本图3-24不同类型的活动,让学生讨论交流,初步判断它们属于什么运动.[学生活动]学生讨论:判断课本图3-24,它们属于什么运动.3.通过课本图3-
22、课本图3-23介绍频闪照相法的工作原理.4.提出问题:怎样通过频闪照片记录的信息判断一个物体的运动是不是匀变速直线运动呢? [学生活动]学生讨论并回答:怎样通过频闪照片记录的信息判断一个物体的运动是不是匀变速直线运动呢?
5.分组讨论处理方案,让每小组派一位代表陈述其观点.通过课本图3-23具体说明.[学生活动]每小组派一位代表陈述其观点.6.频闪照相法的应用.三、科学探究
物体仅在重力作用下是否做匀变速直线运动.我们已经学习了测量匀变速直线运动加速度的方法,下面请同学们仿照前面的学习方法,自己设计一个实验,收集数据,并通过分析、处理实验数据得出实验结果.课堂小结 [教师活动]
1.打点计时器的原理和使用方法.2.频闪照相的原理和使用方法.[学生活动]
1.让学生归纳本节课学到的判断一个物体是否做匀变速直线运动的方法.2.提升:测量匀变速直线运动的加速度的方法.3.探究:物体仅在重力作用下是否做匀变速直线运动.[学生活动]归纳本节课学到的判断一个物体是否做匀变速直线运动的方法.布置作业
1.仿照课本P44:模拟打点计时器体验其工作原理.2.探究:物体仅在重力作用下是否做匀变速直线运动.3.课本P49
第二篇:物理:2.3《匀变速直线运动实例——自由落体运动 》教案(鲁科版必修1)
第3章 匀变速直线运动的研究 3.3 匀变速直线运动实例——自由落体运动
★教学目标
(一)知识与技能
1.认识自由落体运动,知道影响物体下落快慢的因素,理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
2.能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。3.知道什么是自由落体的加速度,知道它的方向,了解在地球上的不同地方,重力加速度大小不同。
4.掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律,并能够运用自由落体规律解决实际问题。
5.初步了解探索自然规律的科学方法,重点培养学生的实验能力和推理能力。(二)过程与方法
6.会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。7.会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。8.善于进行观察,并能独立思考或与别人进行讨论、交流。(三)情感态度与价值观
9.通过指导学生探究,调动学生积极参与讨论,培养学生学习物理的浓厚兴趣。10.渗透物理方法的教育,在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型──自由落体。11.培养学生的团结合作精神和协作意识,敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。
★教学重点
1.自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。2.掌握自由落体运动的规律,并能运用其解决实际问题。
★教学难点
1.理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。
★ 教学过程
设计思想:
1、先用游戏激发学生学习兴趣,顺理成章地研究落体运动;
2、通过演示实验让学生自己总结出物体下落快慢不同的主要原因是空气阻力,从而猜想若没有空气阻力会怎样;
3、用牛顿管实验验证猜想,引入了新的理想运动模型:自由落体运动。讲述1971年宇航员做的实验,加深印象;
4、了解地球表面物体下落运动近似成自由落体运动的条件;
5、着手研究自由落体运动的规律,利用打点计时器进行研究,得到结论;
6、总结自由落体运动特点及重力加速度;
7、应用训练
一、引入 :
教师在课前需要设计制作好“测反应时间尺”(在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由下落对应长度所用的时间)游戏
师:一般情况下,刻度尺是用来测量什么物理量的? 生:测量物体长度的!
师:大家看到我手里的这把尺子了没有?我这把尺子跟普通尺子是不一样,有特殊的功能,它可以测量出你的反应时间。不信?我请几位同学上来试试。
找几名同学上来做这个实验。可通过比比谁的反应时间短来调动学生的积极性。
师:相信大家一定非常想知道这把尺为什么能测出人的反应时间呢?是根据什么原理呢?我可以告诉大家,尺子测时间的原理就是利用尺子下落过程中的运动特点制成的。而我们今天要研究的就是尺子下落这样的运动。
师:像尺子下落这样的运动是一种常见的运动。挂在线上的重物,如果把线剪断,它就在重力的作用下,沿着竖直方向下落。从手中释放的石块,在重力的作用下也沿着竖直方向下落。
师:不同的物体下落快慢是否一样呢?物体下落的快慢由哪些量决定?请大家结合日常生活经验回答问题。生:不同物体下落快慢应该是不一样的,下落快慢应该是由质量决定,质量大的下落快,质量小的下落快慢。
师:这位同学回答得对不对呢?大家看我来做几个实验。
演示实验
1、将一张纸和一张金属片在同一高度同时释放,结果金属片先着地。教师不发表意见,继续做实验。分别将实验内容和实验结果板书在黑板上。
2、将刚才的纸片紧紧捏成一团,再次与硬币同时释放,结果两者几乎同时落地。
3、将两个完全一样的纸片,一个捏成团,一个平展,则纸团下落快。师:物体下落快慢是由质量决定吗? 生:不是的!师:为什么这样说?
生:第2个实验和第三实验都说明了这个问题,特别是第3个问题,质量一样却下落有快慢之分。
师:那你现在觉得物体下落快慢由什么因素决定呢? 生:我想应该是空气阻力。猜想
师:如果影响物体下落快慢的因素是空气阻力,那么在没有空气阻力,物体的下落快慢应该是一样的,这种猜想是不是正确呢?我们来做一个实验验证一下。验证 牛顿管实验: 师:刚才的实验现象验证了我们的猜想,在没有空气阻力即物体只受重力的情况下,所有物体由静止下落的快慢是一样的。师: 1971年美国阿波罗15号宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放,它们同时落在月球表面,这是通过电视转播过的。
二、自由落体运动
师:物体若在没有空气阻力的情况下由静止下落,它的受力情况有什么特点? 生:没有空气阻力,则物体只受重力。
师:很好!物理学中把这种只受重力作用,由静止开始下落的运动叫做自由落体运动。
自由落体运动:在只受重力的情况下,由静止开始下落的运动。师:我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗?比如开始测反应时间的尺子的下落运动是自由落体运动吗?
生:肯定不是,因为在地球表面大气层内,没有空气的情况是不存在的。
师:说得很好!在我们的日常生活环境下,自由落体运动是不存在的,只是一种理想运
动模型。但利用忽略次要因素,抓住主要因素的物理研究方法,我们可以把日常生活中一些空气阻力影响不大的落体运动近似看作自由落体运动。什么样才叫做阻力影响不大,就是阻力跟重力相比可以忽略。
近似条件:一般情况下,密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。
三、自由落体运动的运动规律 师:做自由落体运动的物体的运动规律是什么呢?速度随时间是如何变化的?位移随时间又是如何变化的,我们该如何来研究它的运动规律呢? 生:利用打点计时器。先选择一个物体,这个物体必须密度大,实心,体积不要太大,这样的话就可以把这个物体由静止开始下落的运动近似看成自由落体运动。接着用打点计时器来研究物体的运动规律。
师:请同学们自己设计并进行实验,将纸带的处理结果告诉我。学生设计、操作并处理实验结果 总结分析运动规律 师:实验结论是什么?
生:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。师:如何得出这个结论?
生:根据实验得到的纸带,我猜想它是匀加速运动。于是我用匀变速直线运动的运动规2律saT来验证纸带,结果证明自由落体运动是匀变速直线运动。师:回答得非常正确!自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,这个结论我们要牢记。
师:那再计算一下自由落体的加速度大小是多少?方向如何? 生:我所算得的结果在9.4左右,方向是竖直向下,因为物体是竖直向下匀加速的,所以加速度方向应该与速度方向相同,竖直向下。
师:其他同学的结果呢? 生:我的也差不多。关键点提问
师:大家用的是质量不同的重锤做的实验,为什么求出来的加速度结果差不多呢? 生:虽然重锤质量不同,但由于空气阻力影响较小,均可以近似成自由落体运动,而我们已经知道:所有物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的。所以测出来的结果差不多
是符合事实的。
总结归纳重力加速度 师:同学们刚才测量计算出来的自由落体加速度又叫做重力加速度,用g表示。精确的实验发现,在地球上不同的地方,g的大小是不同的:
1、纬度越高,g越来越大;
2、同一纬度,高度越大,g越小。一般的计算中可以取9.8m/s或10m/s,如果没有特殊说明,都按9.8m/s计算。
例
1、下列说法正确的是(BD)
A.物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
B.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动 C.从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用,不能看成自由落体运动。
D.从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用,因为阻力与重力相比可以忽略,所以能看成自由落体运动。例
2、下列说法不正确的是(A)A.g是标题,有大小无方向。
B.地面不同地方g不同,但相差不大。
C.在同一地点,一切物体的自由落体加速度一样。D.在地面同一地方,高度越高,g越小。
例
3、AB两物体质量之比是1:2,体积之比是4:1,同时从同一高度自由落下,求下落的时间之比,下落过程中加速度之比 解:因为都是自由落体运动,高度一样,所以下落时间一样,1:1;下落过程加速度也
22一样都是g,1:1 例
4、质量为2kg的小球从离地面80m空中自由落下,g=10m/s,求
1、经过多长时间落地?
2、第一秒和最后一秒的位移。
3、下落时间为总时间的一半时下落的位移。
2解:
1、sv0t 12at8000.510t2t4s 2122、sv0tat055m;vv3.535m/ssvt35m
280120m
3、连续相等时间位移之比1:3,则位移为4师:自由落体运动速度与时间关系、位移速度关系以及位移与时间关系是怎样的?
学生总结:vtgt:hv122gt:vt2gh:htt 22回答测反应时间尺的原理 学生分析,自己回答。
第三篇:1.2功和能教案1(鲁科版必修2)
第2节 功和能
一、教学目标:(一)知识目标
1、知道能量的定义,知道对应于不同的运动形式具有不同的能量;
2、知道物体能够对外做功是因为物体具有能量;
3、理解功是能量转化的量度;
4、理解不同能量之间的转化,知道转化中总能量守恒。
(二)能力目标
1、能从能量转化的角度来分析物体的运动,解决有关能量的问题;
2、知道功和能之间的区别和联系。
(三)德育目标
通过学习功和能之间的关系,使学生了解事物之间是相互联系的,并学会从功能角度去探索自然规律。
二、教学重点
1、理解功和能的关系;
2、知道能量的转化用做功来量度。
三、教学难点
在具体的问题中如何得到能量的转化情况,并用做功来定量地反映这种转化。
四、教学方法
实验法、举例法
五、教学用具 投影仪、CAI课件
六、课时安排 1课时
七、教学步骤
(一)导入新课
初中我们学过能量守恒定律,同学们回忆一下该定律的内容:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移过程中,能的总量保持不变。
(二)新课教学 1、能的概念
(1)、用多媒体展示下列物理情景,把四幅图对比在同一幅画面上。①流动的河水冲走小石块; ②飞行的子弹穿过木板;
③自由下落的重物在地上砸了一个坑; ④压缩的弹簧把物体弹出去。
(2)、分析概括图片中流动的河水、飞行的子弹、下落的重物、压缩的弹簧都各自对物体做了功。
(3)、总结:一个物体能够对外做功,则这个物体具有能。(板书)(4)、同学们结合生活,举些物体具有能量的例子。张紧的弓能够做功,所以它具有能; 电动机通电后能够做功,它具有能。打夯机能做功,它具有能; 流动的空气能做功,它具有能。
(5)、结合学生所举例子总结:物质的不同运动形式对应着不同的能。例如:有形变的弹簧具有弹性势能,流动的空气具有动能等。
(6)、①演示:把弹簧固定在铁架台上,下端挂一物体,用力向下拉物体,使弹簧伸长后释放,物体将向上运动。
②分析:拉下物体,弹簧发生弹性形变具有弹性势能。
松手释放后,弹簧缩短,对物体做功使物体具有了动能,同时弹簧的弹性势能减小,即把弹性势能转化为动能。
③总结:各种不同形式的能量可以相互转化,而且转化过程中守恒。(7)、用多媒体展示几种现象,学生分析能量的转化情况。①水冲击水轮发电机发电。机械能—电能; ②太阳出来,照耀森林。太阳能—生物能。③傍晚,电灯亮了。电能—光能(内能)
过渡引言:上边我们分析了几个能量转化过程,并且在能量转化过程中与之紧密相关的是做功,那么,功和能之间到底有什么关系呢? 2、功和能的关系
(1)、用多媒体展示下边几个过程
①人拉重物在光滑水平面上由静止而运动;
②在水力发电厂中,水流冲击水轮机,带动水轮机转动; ③火车在铁路上前进。(2)、师生共同分析
①中人对重物做功的过程中,人的生物能转化为物体的动能。
②在水力发电厂中,水流对水轮机的冲击,带动水轮机转动,从而带动发电机转动而做功,水流的机械能转化为电能。
③火车前进而做功,把油和煤的化学能转化为内能,又把内能转化为火车的机械能。在上述过程中,发生了能量转化,且都伴随着做功过程并板书。
八、巩固训练
关于功和能,下列说法正确的是: A、功就是能,功可以转化为能; B、做功越大,物体的能越多;
C、能量转化中,做的功越多,能量转化越多; D、功是物体能量的量度。
九、小结
通过本节课的学习,我们知道了做功的过程就是能量转化的过程,并且做了多少功就有多少能量发生了转化,在以后的学习中,要注意运用功和能的观点,能的转化和守恒定律来分析和解决问题。
十、布置作业
十一、板书设计
功和能
1、能量是表示物体具有做功的本领的大小的物理量;
2、一个物体能够做功我们就说这个物体具有能。
3、功和能的联系: ①功和能都是标量; ②功和能的国际单位都是焦; ③功是能量转化的量度。
4、功的过程量,能是状态量。
功的大小等于转化的能量,但功不是能。
第四篇:高中物理《平抛运动》教案1 鲁科版必修2
交流试题
会员交流资料
3.2 竖直方向上的抛体运动·同步测试
1.作自由落体运动的物体,通过前一半路程和后一半路程所用时间之比是 [
] A.2∶1
2.一物体以足够大的初速度做竖直上抛运动,在上升过程中最后1s初的瞬时速度的大小和最后1s内的位移大小分别为
[
] A.10m/s,10m B.10m/s,5m C.5m/s,5m D.由于不知道v0的大小,无法计算
3.以加速度a匀加速上升的气球上,突然掉出一个沙袋,在沙袋离开气球的瞬间,沙袋的初速度和加速度的方向为
[
] A.初速度向上,加速度向上 B.初速度向上,加速度向下 C.初速度为零,加速度向下
D.初速度向上,加速度方向应由气球上升的加速度a与重力加速度g的大小决定
4.将一物体以某一初速度竖直上抛,在图2-14中能正确表示物体在整个运动过程中的速率v与时间t的关系的图像是 [
]
5.一个物体向上竖直抛出,如果在上升阶段和下降阶段所受的空气阻力数值相等,那么在图2-15中能够正确反映它的速度变化(以向上方向为正方向)的是
[
]
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交流试题
会员交流资料
6.一小球从竖直的厘米刻度尺零点处自由落下(图2-16),如给此小球拍照,发现底片上留有从第n1到第n2刻度的痕迹,则小球从刻度n1到n2的时间为____.
则物体从下落到着地的时间为____.
8.竖直上抛物体在上升阶段的最后三个连续相等的时间内通过的位移之比为____.
9.从离地高度为h处有自由下落的甲物体,同时在它正下方的地面上有乙物体以初速度v0竖直上抛,要使两物体在空中相碰,则作竖直上抛物体的初速度的取值应为____(不计空气阻力,两物体均看作质点).若要乙物体在下落过程中与甲物体相碰,即v0取值为____.
10.一小球从塔顶竖直上抛,它经过抛出点之上0.4m时的速度为3m/s,则它经过抛出点之下0.4m时的速度为____(不计空气阻力,取g=10m/s2).
11.某人在高层楼房的阳台外侧上以20m/s的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点15m处所经历的时间可以是多少(空气阻力不计,g取10m/s2).
12.小球从高h0=120m处自由下落,着地后跳起,又落下.每与地
(2)求小球下落到停止的总时间和总路程(g取10m/s2). 参考答案
1.D. 2.B. 3.B. 4.B. 5.B.
8.5∶3∶1.
12.(1)图略;(2)15s,200m.
10.5m/s.
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第五篇:《匀变速直线运动的实验探究》教学设计
《匀变速直线运动的实验探究》教学设计
一.学习任务分析
1.教材的地位和作用
匀变速直线运动是最简单、最具代表性的变速运动,匀变速直线运动的规律是高中物理运动学中的重要内容。在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中涉及本节的内容有:⑴ 经历匀变速直线运动的实验研究过程,理解位移、速度和加速度,了解匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用。⑵ 用打点计时器、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动。这就要求学生会用打点计时器或频闪照相等方法研究匀变速直线运动,判断物体的运动状态并计算加速度,强调让学生经历实验探究过程。2.学习的主要任务:
本节的学习任务类型是综合型。在知识上要会判断物体的运动状态并计算加速度;在技能上要求能设计和操作实验,会测定相关物理量;体验性上要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程,体会科学研究方法——等量替换、图象法的应用。3.教学重点和难点:
重点:①.启发学生自主探究:提出问题,分析问题,解决问题。
②.如何由纸带判断物体的运动状态并计算加速度。
难点:引导学生在猜想的基础上进行实验设计,提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。
二.学习者情况分析
在学习这一内容之前,所教的学生已经掌握了加速度、位移、瞬时速度、平均速度、等概念、各个物理量间的关系和相应的计算公式。通过初中阶段对物理的学习,学生对物理学的研究方法已有初步的了解,已具备一定的实验操作技能,初步具备进行探究性学习的能力,即能在一定的程度上进行自主学习与合作探究。
在非智力因素方面,学生学习积极主动,对学习物理有较浓厚兴趣;有较强的好奇心和求知欲,乐于探究自然界的奥秘;敢于坚持正确观点,勇于修正错误;喜欢和同龄人一起学习,有将自己的见解与他人交流的愿望,具有团队精神。三.教学目标分析
根据上述对学习任务和学习者情况的分析,确定本节课教学目标如下:
1、知识与技能:
⑴ 简要地知道打点计时器的构造和工作原理,能正确使用打点计时器。⑵ 会分析打点计时器打出的纸带,能根据纸带正确判断物体的运动情况,并计算加速度。
2、过程与方法:
⑴ 经历匀变速直线运动的实验探究过程。
⑵ 通过实验,培养学生的动手能力,分析和处理实验数据的能力。
3、情感态度与价值观: ⑴ 通过对实验的设计,培养积极主动思考问题的习惯,并锻炼思维的全面性、准确性和逻辑性。
⑵ 培养学生在科学研究中尊重实验事实的科学态度。
⑶ 通过共同探讨和实验,让学生感受探究过程的开放性与协作性。四.教材处理与教学策略
在教材处理上把匀变速直线运动的实验探究分为两个学时。第一学时主要的任务是:利用打点计时器研究匀变速直线运动;第二学时主要的任务是:结合误差产生的原因及如何减少误差来详细介绍打点计时器的原理和结构、利用频闪照相研究匀变速直线运动以及如何求瞬时速度等知识。本节课是第一学时,主要采用以下的教学策略:
1.自主学习与合作探究
让学生分组(实验时2人一组、讨论时4人一组)进行探究实验。学生在自主学习中,通过对认知活动进行自我监控,并及时作出相应的调整。小组、小组间的合作探究可以同时培养学生的合作精神和竞争意识,让不同层次的学生都能有所作为,有所收获。
教师的策略是宏观调控整体教学进度,微观放活学生局部学习进程,让学生的学习有组织、有步骤地进行。
2.现代教学手段与启发式
在课堂中采用多媒体课件作为辅助手段,启发引导学生,帮助学生建立形象直观的认识,调动学生学习的积极性,有效地提高学习效率。
五.教学资源
1、学生实验器材:电火花打点计时器、纸带、轨道及其配套小车、重锤、铁架台、交流电源、钩码若干、刻度尺、细绳。
2、演示器材:多媒体设备、课件。六.教学设计
(一).引入新课:
教师:在前面大家学习了直线运动,直线运动的形式多种多样,有匀速、变速、匀变速等。我们着重分析了匀变速直线运动的规律,大家能不能举几个你生活中见到的匀变速直线运动的例子。
在学生举例的过程中引导学生对所举的例子进行讨论:究竟是不是匀变速直线运动?
预测 学生讨论后举出例子和结论的可能是: 例子:
① 汽车(火车、自行车等)在启动加速(或紧急刹车)时 ② 物体在下落时 ③ 小孩子在滑滑梯时 ④ 物体在上坡(下坡)时
结论:
上述物体是在作变速直线运动,但是还无法确定它们是否作匀变速直线运动。说明:让学生展示对匀变速直线运动已有的经验认识,并引导学生注意观察身边的物理现象,体会到物理知识就在我们身边,感悟物理规律研究的价值。
学生在回答时可能有正确的、也有错误的答案,教师不能简单地加以肯定或否定,而要积极引导学生进行讨论与思考,鼓励学生勇于提出不同看法和意见,让学生在否定之否定中迸发出思维的火花,提高思维能力。同时热烈的讨论和辩论过程能激起发学生的学习兴趣。
(二).提出问题并进行初步分析
教师:我们要如何判断一个作变速直线运动(加速或减速)的物体是否在作匀变速直线运动?
预测 学生有代表性的回答可能有以下几种:(教师在学生分析的过程中板书归纳。)
要看这个物体在运动过程中的加速度是否恒定不变(也就是在相同的时间内看速度的改变量是否相等)。
① 由 可知,我们必须多次测量出物体在不同间段内的初速度、末速度 以及所用的时间,算出加速度给予比较。初速度 和末速度 的测量方法:我们可采用瞬时速度约等于在很短的时间(位移)内的平均速度的方法,利用 求出初速度 和末速度,因此就需要我们测量出物体在运动过程中较短时间内的位移和通过这段位移所用的时间;
② 由= 可知,我们如果让运动的物体的初速度为0,则,即,因此只要测量出初速度为0的运动物体的位移和所用的时间后加予比较,看运动物体的位移和所用的时间的平方是否成正比就行(或求出加速度)。③根据教材38页习题8的结论可知,只要比较运动物体在各个连续的相等的时间T内的位移差是否相等即可。
说明:这个过程着重于进行理论分析,是让学生进行探究的起点,要让学生有较充分的时间进行讨论和思考;教师在这个过程中要积极引导学生进行反思,在反思中不断地发现问题、解决问题;对于遇到的问题和困难如何进一步研究下去,这要让学生自己体会,让学生从中体验成功与失败的快乐。以下着重讨论方法①引导学生学会用极限的方法进行研究。
㈢.深入分析,寻找解决问题的方法: 1.深入分析问题
教师:那么、同学们有什么样的方法可以求出物体在较短时间内的位移和通过这段位移所用的时间。
学生分组讨论后得出的结论可能是:
由 可知,如果 很小在这段时间 内的平均速度就很接近某一时刻的瞬时速度,而且 越小,对运动的描述就越精确。
时间 可以用秒表测量,但是由于人本身存在反应时间的问题,无法精确测出较短的时间 ;位移可用刻度尺进行测量,但是物体运动过程中在较短的时间 所处的位置难以精确标明。
教师:那么如何来提供一个足够小的,持续的时间间隔 呢? 教师启发学生利用课本41页迷你实验室,模拟打点计时器。让两个学生表演:一个学生用手拖动一条纸带在水平桌面上向前移动,同时让另一个同学用一枝笔(打包笔、位置固定)每0.5秒(全班同学一起喊数时)在纸带上点一个点,在纸带上面留下了一些点。
让学生讨论后明确:纸带运动情况和手是一样的,每相邻的两个点的时间间隔是0.5秒,间距代表手在0.5秒内运动的位移,通过分析点的情况,就可以了解拖动纸带的手的运动情况。
教师:为了获得更加均匀(更加短暂)的时间间隔,我们可以利用一些仪器,如电火花打点计时器。
说明:让学生在困惑中寻找出路,有利于培养学生克服困难的精神。利用课本41页迷你实验室,模拟打点计时器,可以让学生较为快捷、简要地理解地打点计时器的原理,有利于减少学生理解上的难度,从而把更多的时间和精力用来进行实验探究。
2.简要地演示并介绍电火花打点计时器使用方法
教师利用课件和实物投影仪演示、介绍(同时让学生观察实物)电火花打点计时器使用方法和使用时应该注意的事项。
说明:这一节课只要求学生会使用打点计时器,而对火花打点计时器的原理和结构不作深入的介绍,第二课时再结合如何减小实验误差、电磁打点计时器以及频闪照相等知识进行学习。把电火花打点计时器的具体原理放在下一节课进行讲解。
3.学生练习使用打点计时器
让学生用手拖动纸带,练习使用打点计时器,并讨论如何利用纸带判断手的运动情况。说明:目的在让学生能够较为熟练地使用打点计时器,初步掌握分析纸带的方法。
(三).探究匀变速直线运动 1.设计实验方案
教师引导学生设计实验方案来判断哪些作变速运动的物体作了是匀变速直线运动。
让学生以小组为单位设计探究方案:包括使用哪些实验器材,如何进行操作等?(要求学生把设计的方案简要地写在纸上)。
教师巡视给予必要的指导和帮助。„„
选择较有代表性方案的小组派代表上台简要叙述本组设计的方案(用实物投影仪把学生写在纸上的方案投影出来),让全班同学进行交流。大家在互相启发、补充的过程中形成较为完善的方案。
预测
学生设计的实验方案可能是:
方案一:用电火花打点计时器、纸带、轨道及其配套小车、交流电源、钩码、刻度尺、细绳等器材研究小车在钩码拉动的情况下,在倾斜轨道上的向下运动的情况。
方案二:用电火花打点计时器、纸带、轨道及其配套小车、交流电源、钩码、刻度尺、细绳等器材研究小车在倾斜轨道上的向上运动的情况。方案三:用电火花打点计时器、纸带、重锤、铁架台、交流电源、刻度尺等器材研究重锤在下落时的运动情况。
说明: ①.在学生交流讨论实验设计的方案中,要有较充分的时间让他们对各种方案阐述自己的观点,反思方案中的问题,同时教师要参与学生的讨论分析,启发引导学生形成较为完善的实验方案。②.同时应注意有些学生可能有别的方案,要鼓励和认真对待,在课堂时间不足的情况下,可在课外指导学生去探究。
2、进行实验探究
让各组的学生参考自己设计的方案在上述三个方案中选择一个进行实验探究。讨论并确定实验的具体步骤和注意事项后进行汇报。
用课件显示实验的具体步骤和注意事项。
学生以小组为单位,分工合作进行实验探究(要求每组进行两次实验)。教师巡视,注意学生仪器使用是否得当,必要时给予指导。
说明:师生共同确定实验的具体步骤和注意事项,并用课件给予显示,有助于学生较为规范地完成实验,并能有效地减小误差。
3、分析和处理数据
让学生选择实验效果较好(即打出的点迹较清晰)的纸带,利用纸带上的信息初步判断研究对象的运动形式,并讨论如何处理纸带上的信息,从而求出加速度的值来具体判定物体的运动形式。
教师引导学生从减小误差的角度加以考虑。预测 学生的分析可能如下:
如果以纸带上相邻的两个点为计数点,两点间的时间间隔为0.02秒, 由 可知,越小时在这段时间 内的平均速度就很接近内某一时刻的瞬时速度;但同时这两点间的间距也就较小,用刻度尺测量位移时会带来较大的误差,因此我们经常选取计数点加以研究,师生共同确定相隔6个点取为1个计数点,即每相邻两个计数点的时间间隔为0.1秒。
学生进行测量并分析处理数据,教师巡视指导。
学生上讲台汇报实验结果,师生共同处理学生汇报中存在的问题。说明:讨论中,学生可能会提出多种处理问题的方式,要让学生充分讨论,并根据自己的想法对纸带作出处理。教师应对学生的各种想法尽量作出点评。
学生处理数据的能力不高(初中新课改中对学生数学能力要求较低),因此在分析处理数据阶段要专门给予一定的指导,可以让学生模仿课本40页用表格处理数据的方法,也可以采用图象法处理数据,还可以按课本图3-20的方法。
可根据课堂教学进度的情况选择确定处理数据的方法(单一还是多种方法结合)。
4、解决问题
根据学生得出的结论来说明学生提出的猜想是否正确。
(四).回顾总结 深化认识
学生回顾本节课的探究过程以及探究过程中使用的物理思想和方法,归纳总结这节课的知识要点,提出自己在学习中存在的疑问。教师答疑,深化知识。六.教学设计的说明:
为了落实新课程标准,体现新教材在学生的知识和能力形成过程方面的改革,本节课的教学设计和实施做了一些尝试:
本节试图更多体现在对学生的鼓励上。学生提出的问题无论是何方面、何深度都是通过思考得出的,而学生的思考肯定有不科学的成份在内,但提出问题就是暴露不是之处;提解决问题的办法,就是积极思考的结果,这都是获得鼓励的结果。老师的任务不是判断谁对谁错,而是鼓励学生积极地去探究,引导学生得出更加科学,更加可行的方法。因此,无论学生的问题和方法存在什么缺陷都应鼓励,同时注意其中暴露的问题,通过讨论、交流,引导学生找到科学的,正确的解决问题方法。