背景
在中学八年级人教版《物理•下册》第一章《机械运动》第一节中有“误差”的基本概念介绍。也就是在检测化学量的时侯,受所用仪器和检测方式限制,检测值与真实值之间总会有差异,这就是偏差。
教材上继续介绍说,我们不能清除偏差,但应尽量减少偏差,一般采用的最多的方式是多次检测求平均值,或则选用精密的检测工具,还可以改进检测方式,都可以减少偏差,但不能清除偏差。对于第一种方式,多次检测求平均值,朋友们在三年级生物学及其他学科都已用的比较多了。
很其实,受制于教材上检测工具的限制,这么第一种方式测得的偏差,总是在一个比较大的范围内。其中,第一章《机械运动》第四节《测量平均速率》,所用检测工具比较狭小,所测时间的偏差就比较大。所以我们可以改为微笔记本传感技术来手动化确切的记录时间。这样能够大大的减小偏差,所测的货车的平均速率更接近于真实情况。这样愈加符合科学严谨的精神测量平均速度学生跑步,朋友们也对这些手动化控制的传感编程技术有所了解。
教学目标
1.学会用停表和刻度尺较确切地检测时间、距离,并求出平均速率;晓得用传感技术能大大减低偏差。
2.加深对平均速率的理解。
教学重点
会用停表和刻度尺检测运动物体的平均速率;会用传感技术检测运动物体的平均速率。
教学难点
表格数据剖析,偏差剖析。
教具打算
秒表、小车、金属片、斜面、长尺子;行空板、掌控板:bit_-IO扩易拉宝、:3-80cm红外数字循迹传感(2个IR红外开关)、舵机、超声波传感、蜂鸣器。
教学过程
一、引入新课
找一些慢跑等裁判计时的相片或则描述一些赛事时计时的情况。朋友们,想晓得一个物体的平均速率,我们须要晓得哪些?须要哪些工具来帮助我们?
依据公式v=s/t,我们须要晓得的数学量是物体运动过程中走过的路程s和所用的时间t。路程s可以用卷尺检测,时间t可以用表来检测。明天我们就用表和直尺来亲自动手检测平均速率。不仅教材介绍的检测工具,老师都会介绍偏差更小的全手动的检测方式,请朋友们敬请期盼哦~
二、新课学习
探究点检测平均速率
(一)实验原理
v=s/t
1、测量刘翔110m栏的平均速率的实验原理是哪些?
2、实验中须要用到什么检测工具?
中学生依据所学知识汇报实验原理。结合实验原理汇报实验中所须要的两种检测工具。
(二)设计实验
1、你能够结合实验桌上的器材,设计一个实验来检测货车运动的平均速率?
2、实验的过程中,斜面的斜度大一点好,还是小一点好?为何?
3、金属片在实验中有哪些作用?怎么能使检测的时间更确切?
中学生结合实验桌上的实验器材,交流讨论实验步骤。思索并讨论斜面斜度对实验所带来的影响。思索并讨论金属片的作用,明晰为了使检测结果更确切,应在即将试验前练习检测几次。在此基础上,班主任介绍借助微笔记本传感技术检测货车平均速率的优势。
(三)进行实验
1、使斜面保持较小的斜度,把货车置于斜面顶端,金属片置于斜面底端,测出货车即将通过的路程S1、S2,填在表格内。
2、测量货车从斜面顶端滑下并撞到金属片的时间t1、t2,填在表格内。
小组分组实验
1、组织中学生动手实验,强调实验中须要注意的问题,并巡回指导。
2、注意事项:检测货车沿斜面下降的平均速率时,要使斜面保持较小的斜度,主要是为了易于检测货车运动的时间。
3、选两个优秀小组展示汇报。
中学生在即将检测前,练习使用停表检测货车运动的时间。然后学生分组实验,并将检测的数据记录在表格内。最后展示汇报实验过程。
(四)剖析数据
做变速直线运动的货车在不同路程内的平均速率通常不同。
1、组织中学生估算货车在不同阶段的平均速率。
2、引导中学生剖析归纳实验推论。
中学生估算货车在不同阶段的平均速率。之后分组交流讨论,并归纳出做变速直线运动的物体在不同阶段内的平均速率关系。
(五)交流与评估
1、实验设计有没有不合理、不充分以及不健全之处吗?
2、操作过程中出现了什么失误?大家是怎样解决的?有什么值得他人借鉴的经验?
3、测量结果是否可靠?有什么诱因可能会影响实验结果?
中学生分组进行交流评估,提出各小组在实验中存在的问题、总结宝贵经验,剖析实验偏差。
教材操作
自动释放货车必须立刻计时,用人眼观察斜面上正在联通的货车抵达相应位置后,立刻人工自动按停表。
偏差大的诱因
一个是抵达位置是否确切判定,第二个是按停表是否及时迅速,假若斜面斜度大了,货车越滑越快,则所测时间的偏差会更大。
改进举措
行空板控制:1个襟翼,2个红外开关更确切地记录3个时间点,斜面斜度也可大可小,并可便捷估算并显示三段(V1、V2、V3)平均速率。
1、利用襟翼取代人工释放货车以记录起始时间点t0。
2、利用2个红外开关(3-80cm红外数字循迹传感),分别记录货车经过中点时刻t2和抵达全程时刻t1。
3、利用行空板把取得的时间参数进行处理,根据平均速率公式进行估算显示各段平均速率。
4、利用超声波传感+行空板图象功能,近似实时显示路程与时间关系图象。
5、利用蜂鸣器发出各个阶段提示音给观察者知悉。
教材要求测全程的平均速率v1和上半段平均速率v2;因为使用了传感技术,我们很容易平添了下半段平均速率v3,便于对比观察。
按以上”探究点检测平均速率“步骤进行实验。
(一)实验原理
v=s/t,已知货车运动路程s1=70cm,s2=35cm,s3=35cm,主要是借助传感能确切测取各段的时间点t0,t1,t2,因而确切估算三段时间。
(二)设计实验
借助行空板硬件与Mind+编程环境,一个微型襟翼释放货车以获得初始时间点t0,两个红外开关(3-80cm红外数字循迹传感)依次获取货车经过中点和末端位置的时间点t2,t1;依次获取三个时间点的同时有蜂鸣器辅助提示音。
Mind+代码
(三)进行实验
(四)剖析数据
做变速直线运动的货车在三段不同路程内的平均速率通常不同。
1、组织中学生按照行空板显示记录在数据,亲自估算货车在三个不同阶段的平均速率。
2、引导中学生剖析归纳实验推论。
中学生估算货车在不同阶段的平均速率。之后分组交流讨论,并归纳出做变速直线运动的物体在不同阶段内的平均速率大小关系。
(五)交流与评估
1、实验设计即使使用了传感技术,并且还有没有不合理、不充分以及不健全之处呢?
2、操作过程中出现了什么失误?大家是怎样解决的?有什么值得他人借鉴的经验?
3、仔细剖析传感检测的结果测量平均速度学生跑步,是否愈发可靠?有什么隐性诱因可能会影响实验结果呢?
中学生分组进行交流评估,提出各小组在实验中存在的问题、总结宝贵经验,剖析实验隐藏的偏差。
拓展性实验
超声波传感、掌控板:bit_-IO扩易拉宝、行空板联接:
Mind+代码
超声波传感+行空板显示运动物体的路程与时间关系图象:
有助于理解运动物体的s-t图象的意义:
1、曲线上升意为运动物体路程随时间在降低;
2、曲线水平意为运动物体处于静止状态;
3、曲线下滑意为运动物体的运动方向与原先相反,因此路程在降低;
......
例:某市中试题
因而迁移理解运动物体的v-t图象等。
课堂截图
其它拓展思路
科学实验中一定会使用特别重要普遍的方式“控制变量法”(控制惟一变量/对照实验)。
因而这儿,还可以做:
1、“其他条件都一样,不同斜面斜度对货车平均速率的影响”
2、“其他条件都一样,不同粗糙程度的桌面对货车平均速率的影响”
3、“其他条件都一样,相同重量的不同货车对货车平均速率的影响”
4、“其他条件都一样,负重不同的同一货车对货车平均速率的影响”
教学反省
本节课以实验探究、以中学生为主体、注重培养中学生能力。让中学生经历实验探究的过程,从实验目的,原理,器材,推测,设计,操作,评估等过程,都是中学生逐渐逐渐层层推动而实现的。
发挥中学生自主学习的能力,基于已有的平均速率的概念的基础上,推测货车下降过程的运动,设计出借助比较平均速率,证明货车下降时运动的特征,并通过实验,得到明晰的证明,以及通过小组朋友合作讨论,得出实验中须要建立的环节:例如,怎样借助传感技术好更确切地检测3个时间点,降低偏差等。