优品高中物理人教版必修1第二章第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律教案4正式版

《实验：研究小车速度随时间变化的规律》
备课资源
完成本实验的一些建议：
1.打点计时器纸带限位器要与长木板纵轴地址对齐再固定在长木板上，使纸带、小车、
拉线和定滑轮在一条直线上。

小车要选择在木板上运动不跑偏或跑偏较小的车。

2.牵引小车的钩码以100g以内为宜。

若用到150g以上，则纸带上打出的点数不能够满
足以s为计数点取6组数值的要求。

解决方法：
用小沙桶取代钩码。

沙桶及沙的质量在40～100g之间取三种不相同质量，可用托盘天平
称量沙桶和沙子。

若用50g钩码，取至150g时打出的纸带计数点之间的时间间隔可减小至
0．08s或0．06s，能够满足6组以上数据的要求。

为防钩码落地伤害钩码，可在地面铺泡沫塑料垫。

小沙桶可选择能装100g以上砂子的
带盖塑料瓶。

在小车后边安装纸带的方法如图2-1-1所示。

使小车运动时保持纸带与打点计时器平面、木板平行，减少摩擦力影响。

注意调整滑轮高度，使拉车的线与木板平行，减少拉力的
变化。

开启电源，待打点计时器工作牢固后释放小车，同时用一只手在定滑轮一端准备接住小车，防范小车撞击定滑轮，防范小车落地。

即使安装了防撞挡板，也要防范小车落地。

关断电源后再取纸带，取下纸带后，将所用钩码质量注明在纸带上，并给纸带编号。

纸带上的点先取零点和计数点进行编号再测距离。

测量长度时不要用短刻度尺分别
测量相邻两个计数点间的长度，最好用长刻度尺对齐各计数点（不搬动尺子）读出各计数点间长度值，防范测量误差的积累。

6.在坐标纸上画v-t图象时，注意坐标轴单位长度的采用，使图象分布在坐标平面的大
部分面积。

授课目的
一、知识与技术
能熟练使用打点计时器。

会依照相关实验器材，设计实验并完成操作。

会办理纸带求各点瞬时速度。

会设计表格并用表格记录并办理数据。

会用v-t图象办理数据，描述物体运动规律。

二、过程与方法
初步学习依照实验要求，设计实验，研究某种规律的研究方法。

初步学会依照实验数据发现规律的研究方法。

三、感情、态度与价值观
领悟进行实验设计的思路方法，领悟物理学的研究方法、研究思想。

经过实验研究培养学生进行科学研究的思想方法，以及研究物理规律的兴趣与爱好。

授课重点、难点授课重点
图象法研究速度随时间变化的规律。

对运动的速度随时间变化规律的研究。

授课难点
各点瞬时速度的计算。

对实验数据的办理规律的研究。

授课过程
一、导入新课
很多物体的运动时快时慢，即物体的速度随时间不断变化，而且速度随时间变化依照不同的规律。

那么怎样研究物体运动时速度与时间的变化规律呢？这节课我们以小车在重物牵
引下的运动为例，研究一下小车速度随时间的变化规律。

板书：第一节实验：研究小车速度随时间变化的规律
二、进行新课
（一）问题猜想及实验设计
教师提问：小车的速度随时间变化规律有几种可能？怎样直观你的猜想？
学生回答：小车的速度变化可能是先快后慢、先慢后快、均匀变化等。

可结合速度图象描述猜想。

教师提问：提示怎样测量出不相同时辰的小车运动速度？设计实验方案。

学生谈论：
学生回答：在车的后边固定一纸带，让纸带经过打点计时器。

小车运动时，打点计时器在纸带上记录了小车的
运动情况，在计数点上标记时辰，计算出计数点所对应的瞬时速度，最后用v-t图象研究小车的速度。

教师谈论后指导学生：很好，我们还应该注意什么事项，以及怎样设计实验步骤呢？
（二）进行实验
学生活动：分组谈论实验过程中注意事项以及实验步骤。

教师提问：开始释放小车时，应使小车凑近打点计时器这是为什么？
学生回答：这样可使纸带上打的点尽可能多一些。

教师提问：在测小车的加速度时，是先接通电源让计时器工作后，再松开小车，还是先放小车后接通电源让计时器
工作？
学生回答：为使纸带上打的点尽可能多一些，先接通电源让计时器工作后，再松开小车。

教师提问：要防范钩码落地和小车跟滑轮相撞应怎办？
学生回答：当小车到达滑轮前及时用手按住它。

学生活动：设计实验步骤，并完成实验。

教师活动：投影显现实验步骤，并引导学生比较纠正。

实验步骤：
附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接
好电路。

用一条细绳拴住小车使细绳超出滑轮，下边挂上合适的钩码，让纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在
小车的上面。

把小车停在凑近打点计时器处，接通电源后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列
小点。

换上新的纸带，重复实验三次。

教师指导：建议同学们在着手操作从前，能够先在脑筋中实验，提前思虑实验序次和注意事项，能够先想一想练习
时用打点计时器。

教师活动：引导学生正确进行器材安装，进行合理、规范的操作，获取一条点迹清楚的
纸带。

学生进行实验，老师巡回指导，引导学生“三思此后行”，注意实验逻辑性、合理性及其相关注意事项，而且保证正确，并巡视全场，对出现的问题予以及时纠正，帮助实力较弱
的小组实现实验。

对学生出现的问题，可拿出来让全班同学参加解决，比方：“有的同学先松手，再开打
点计时器电源；有的同学则反之。

哪一种好？为什么？”这样让学生参加谈论，调动学生思虑
的积极性和主动性。

（三）数据办理及实验结论
教师活动：指导学生分组进行数据办理。

教师指导：1.
如图2-1-2所示舍掉纸带开头一些过于密集的
点迹，找一个合适的点作为
计时起点，并记为
点。

2x3
x4
x5 x1
x
●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●
012345
图2-1-2
2.若从起点开始，每隔4个点取一个计数点，分别记为1、2、3、4、5点，相邻两个
计数点间的时间间隔为多少秒？
学生回答：。

用直尺分别测量各个计数点间的距离，填入下表。

经过观察、思虑，看看相邻的两个计数点间的距离有什么规律？
教师指导：相邻的距离之差是一个定值。

这是匀变速直线运动一个很重要的特点，也是
判断一个直线运动可否是匀变速直线运动的一个依照。

4.依照相邻的两个计数点间的距离分别测量中间的计数
点1、2、3、4的瞬时速度，把
各个计数点的瞬时速度填入下
表。

教师点拨：求计数点瞬时速度公式举例：v x1x2，T。

2T
计数点序号12345
计数点对应的时辰（s）各计数点间的距离
经过各计数点的速
度
（cm/s）
（四）做出物体的速度——时间图象。

学生活动：做出物体的速度——时间图象。

教师指导：运用图象来办理物理实验数据，这是一个难点，作图象时要注明横纵坐标轴
代表的物理意义，选择合适的标度，以各点瞬时速度v为纵轴，时间t为横轴，不在同素来线上的点尽量均匀分布在直线的两侧。

教师活动：教师显现学生作出的图象，并进行激励性谈论。

学生活动：依照图象得出小车运动速度随时间变化的规律。

教师提问：你依照小车的v-t图象，能得出什么结论？
学生谈论后回答：
1.时间增加相同
的t，速度也会增加相同
的
v，即在相同时间内
速度的变化相等。

从函数关系看：vkxb，速度随时间均匀增加。

师生共同得出实验结论：小车的速度随时间均匀增加（变化），小车做匀变速（a不变）
的直线运动。

教师引导学生思虑试一试下边的实验：
1.某同学用以下方法绘制的小车的v-t图象，先把纸带每隔剪断，获取若干短纸
条，再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间轴，标出时间，最后
将纸条上端中心连起来，于是获取v-t图象。

请你按以上方法绘制这个图象。

这样做有道理吗？说说你的见解。

时间内位移大小，可近似认为速度x
教师点拨：剪下的纸条长度表示v=，纸条
长度能够为表示速度。

某组同学实验过程中将固定打点计时器一端的木板垫高，使木板有一倾斜角度，可否对实验结果有影响？画出的图象有什么不相同？
答案：无；图象与时间轴的夹角不相同。

三、课堂小结
经过本节课的学习，我们要掌握科学研究的方法和步骤，以及实验时应注意的一些问题，而且学会利用表格和图象办理数据的方法。

四、部署作业
教材P33问题与练习2、4题。

五、板书设计
实验：研究小车的速度随时间变化的规律
1.设计实验方案
2.进行实验
3
.实验结论
小车的速度随时间均匀增加（变化），小车做匀变速（a不变）的直线运动。

六、课堂作业
1.在研究小车速度随时间变化规律的实验中，以下哪些器材是本实验必定的？
①打点计时器②天平③低压直流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板
答案：①④⑤⑥⑦⑨
达到实验目的还需器材是：低压交流电源、刻度尺。

2.在实验“研究小车速度随时间变化的规律”中，我们采用的正确方法是（）。

．舍掉开头过于亲密的点，找一个合适的点看作计时起点
B．为了实验精确，采用纸带上第一个点做计时起点
C．每相邻计数点的时间间隔只能取
D．相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定，可取、、n×均可
答案：AD
3.图2-1-
3中给出了
从
0点开始
每
5个点取一个计数点的纸带。

0，1，2，3，4，5，6
均为计数点。

（每两个计数点间
有
4个点未画出）
图2-1-3
S1，S2，S3，S4，S5，S6。

那么（1）计时器在打出1，2，3等点时小车的速度分别为：
（v1=cm/s；v2=cm/s；v3=cm/s；
v4=cm/s；v5=cm/s。

2）在坐标纸上画出v-t图象。

3）解析小车的速度随时间变化的规律。

答案：
1）v1；v2；v3；v4；v5。

3）小车的速度随时间均匀增加。

4.某同学用图2-1-4所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。

实验步骤以下：
图2-1-4
a．安装好实验器材。

b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。

选出一条点迹比
较清楚的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，
如图2-1-5中0，1，2，，6点所示。

图2-1-5
c．测量1，2，3，，6计数点
到
0计数点的距离，分别记作：x1，x2，x3，，x6。

d．经过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动。

e．分别计算出 x1，x2，x3，，x6与对应时间的比值v1，v2，v3，，v6。

f．以v为纵坐标、t为横坐标，标出v与对应时间t的坐标点，画出v-t图线。

结合上述实验步骤，请你完成以下问题：
（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关
外，在下边的仪器和器材中，必定使用
的有
________和________。

（填选项代号）
A．电压合适的50Hz交流电
源
B．电压可调的直流电源
C．刻度尺D．秒表E．天
平
F．重锤
（2）将最小刻度为1mm的刻度尺
的
0刻线
与
0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在
地址如图2-1-6所示，
则
x2＝________cm，x5＝________cm。

图2-1-6
（3）该同学在图2-1-7中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与
2、5两个计数点对应的坐标点，并画出v-t图线。

图2-1-7
（4）依照v-t图线判断，在打0计数点时，小车的速度 v0＝______m/s；它在斜面上运
动的加速度a＝______m/s2。

答案：见解析。

解析：（1）还需要的实验器材有电压合适的50Hz交流电源和刻度尺。

答案为AC。

（2）用毫米刻度尺读数，注意要估读一位，则x2＝cm，x5＝cm。

（3）描点连线如图2-1-8所示.
图2-1-8
优品高中物理人教版必修1第二章第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律教案4正式版
（4）设打0点时速度为v0
从图象能够知道，图线与纵轴的交点即为速度v0，由图可读出v0m/s（～
均可）。

从图线上任取相隔较远的的两个点，求出加速度为 a＝m/s2（～均可）。

教育格言
教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种进步心，这种道德上的自勉。

若是儿童自己
不求进步，不知自勉，任何教育者就都不能够在他的身上培养出好的质量。

可是只有在教师
第一看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生进步心。

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