安徽泗县二中高一(必修1)物理教案2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律

实验：探究小车速度随时间变化的规律教案
探究小车速度随时间变化的规律教案
一、实验目的：
通过实验，探究小车速度随时间变化的规律，了解匀变速直线运动的基本规律和方法。

二、实验材料：
小车、塑料轨道、计时器、测量尺。

三、实验步骤：
1、把轨道搭好，将小车放在轨道上，使小车离轨道起点的距离为0.3m。

2、利用计时器记录小车通过起点和各中点所需的时间并记录下来。

3、根据实验数据，计算出小车在各时间点时所行驶的距离。

4、绘制出小车随时间变化的位移和速度的图像。

四、实验结果分析：
在实验过程中，我们通过计时器记录小车在不同时间段相对位置的变化，通过测量尺测量小车的移动距离，得出小车在不同
时间段的速度大小，并绘制出了小车随时间变化的位移和速度的图像。

从实验结果可知，小车的速度随时间的增加等速递增，符合匀变速直线运动基本规律。

五、实验总结：
通过本次实验，我们学习了匀变速直线运动的基本运动规律，掌握了测量小车随着时间的推移而行驶长度和速度的方法，并通过实验数据的处理和图像的绘制，对匀变速直线运动规律有了更加深刻的认识。

同时，我们也体会到了实验的重要性和实验中数据处理的必要性。

高一物理课堂教案（4）实验时应该先开启打点计时器电源再释放小车？为了：省电？国家的电力资源比较紧张？不是。

可以使打点计时器均匀稳定，也为了记录下来小车运动的所有点（否则会造成有效数据的缺失）。

打完一条纸带后，应该先断电源后取纸带？目的：打点计时器是不能连续工作的仪器，用完后要先断电。

（5）释放小车后，用一只手在定滑轮一端准备接住小车？为了：防止小车撞击定滑轮或者小车落地（实验室经常满地残骸，为了保护仪器）。

（6）取下纸带后，将所用钩码质量标注在纸带上，并给纸带编号？目的：便于比较不同速度下小车的运动情况。

（7）测量长度时不要用短刻度尺分别测量相邻两个计数点的长度，最好用长刻度尺对齐各计数点（不要移动尺子）读出各计数点间长度。

目的：避免误差的累积（但凡测量都是有误差的。

不要小看这些误差，千里之提毁于蚁穴，失之毫厘谬以千里。

）（8）一般在纸带上每5个（隔4个）取一个计数点，即时间间隔T=0.02*5=0.1s（9）长木板不能侧向倾斜，但是一端可以稍微高一些（一定注意度，人说过犹不及，稍微高一些可以平衡摩擦力；垫太高就和西瓜一样）。

（10）本实验不需要弹簧测力计，不需要测量拉力的大小。

本实验不需要秒表，要不打点计时器都感觉很尴尬，瞧不起谁呢。

二、处理数据注意事项：目的：减少测量误差和便于计算（1）起点：舍弃纸带开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作为计时起点。

（2）选点：选择相隔0.1s的若干计数点进行测量。

选点方式：每5个“计时点”或者每隔4个“计时点”选一个“计数点”。

（3）为了让小车速度有所改变以探究规律？增减所挂砝码或者在小车上放置重物。

处理数据的步骤：（1）打出纸带以后，我们就要处理纸带上的数据啦。

怎么处理呢？我们知道最常见的数据处理方法是“计算列表法”。

我们将纸带上各点的速度计算出来以后呢，填入课本P.31下面的表格之中。

同学们在表格中记数据。

隔四取一法；五点取样法。

类比新冠病毒“混检”（2）但是，当数据间的数学关系比较复杂的时候，计算列表法就不容易找出各物理量之间的内在关系。

《实验：探究小车速度随时间变化的规律》说课稿引语：各位尊敬的评委老师们，大家下午好！今天我说课的内容是《实验：探究小车速度随时间变化的规律》。

下面我将说教材、说学情、说教法、说学法以及教学过程、板书设计这六个模块进行我的说课。

一、说教材（一）教材地位及作用(过渡句:要想游刃有余的把控课堂，必须熟悉本堂课的教学内容，所以我对教材进行了梳理) 本节课是人教版必修一第二章匀变速直线运动的研究第一节，本节课要学的内容为探究实验，基于探究的问题，在上一章掌握了测量物体做直线运动速度方法的基础上，要求学生通过研究小车在重物牵引下运动的速度随时间变化的规律，本节课的核心是通过小车在钩码牵引下运动的探究实验，进一步掌握打点计时器的使用方法和利用打点计时器研究物体运动的方法，最终得出小车速度随时间变化的规律。

主要从实验思路、进行实验、数据记录、数据分析等方面层层深入，展开探究过程。

本节的重点是探究实验的设计与数据记录，难点是数据分析。

后面几节都要运用到本实验打出的纸带来进行研究。

因此，本节课有着重要的地位。

（二）教学目标(过渡句:目标是教学的指明灯，为了我的课堂能达成让学生学到知识的同时学会学习的方法，结合对教材内容的分析，所以我确定了如下教学目标)物理观念：根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。

科学思维：会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度科学探究：初步学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法科学态度与责任：通过对纸带的处理，实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识（三）教学重难点(过渡句:依据以上对教学目标的分析，结合教材的内容和学生的特点，我确定了以下的教学重点和难点)本节课的教学重点：对实验的设计，数据的处理。

本节课的教学难点：（1）各点瞬时速度的计算。

（2）对实验数据的处理、规律的探究。

二、学情分析(过渡句:学生是教学的主体，要想在课堂上达成自己的目标，需要了解学生的知识基础和生活经验，所以我对学情进行了分析)本节课的授课对于高一这个阶段的学生已经具备了一定高度实验能力，数据分析能力，归纳总结能力，而且在这节课之前学生已经学习过了打点计时器，学习了测量瞬时速度的方法，因此本节课对于学生来讲理解上并不难，较有难度的是实验的操作过程，要注意的事项以及数据分析方法。

实验：探究小车速度随时间变化的规律-人教版高中物理必修第一册（2019版）教案一、实验目的探究小车在匀加速运动下，速度随时间的变化规律。

二、实验器材小车、水平面、计时器、直尺、电池。

三、实验原理小车在水平面上匀加速运动的速度与时间的关系式为：v = v0 + at，其中，v 为小车的速度，v0 为小车起始时的速度，a 为小车匀加速的加速度，t 为小车经过的时间。

四、实验步骤1.将小车放在水平面上，使其能自由滑动，并用直尺测量小车开始运动时的位置；2.将计时器开启，记录小车运动的时间 t；3.在记录第一次时间 t1 后，立即记录小车移动了多少个单位长度 x1；4.继续记录小车在时间t2、t3、t4……tn，分别移动的距离x2、x3、x4……xn；5.根据数据，计算小车在每个时间点的速度 v1、v2、v3……vn。

五、实验注意事项1.小车在匀加速运动开始时，其起始速度应为 0；2.实验时要保证水平面光滑，计时器准确，并且小车抵抗力很小，以保证实验数据的准确性；3.实验过程中要注意安全，防止小车滑出实验桌面，造成人身伤害。

六、实验数据记录表时间（s）移动距离（m）速度（m/s）0 0 01 0.5 0.52 2.0 1.03 4.5 1.54 8.0 2.05 12.5 2.56 18.0 3.0七、实验数据分析小车匀加速运动的速度与时间的关系是线性变化的，即速度随时间呈直线增长。

如图所示：速度v（m/s） | + .| .| .| .| .| .+———————————-> 时间t（s）1 2 3 4 5 6由上表得：1.当 t = 0 时，小车的速度为 0；2.当 t = 1 s 时，小车的速度为 0.5 m/s，即 v1 = 0.5 m/s；3.当 t = 2 s 时，小车的速度为 1.0 m/s，即 v2 = 1.0 m/s；4.当 t = 3 s 时，小车的速度为 1.5 m/s，即 v3 = 1.5 m/s；5.当 t = 4 s 时，小车的速度为 2.0 m/s，即 v4 = 2.0 m/s；6.当 t = 5 s 时，小车的速度为 2.5 m/s，即 v5 = 2.5 m/s；7.当 t = 6 s 时，小车的速度为 3.0 m/s，即 v6 = 3.0 m/s。

第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规律学习目标：1、巩固打点计时器的使用、纸带数据的处理和测量瞬时速度的方法2、体验如何从实验研究中获取数据，学会利用图象处理实验数据的方法3、知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律 学习过程：（一）复习1、 打点计时器的使用方法：①打点计时器是一种_____仪器，使用______电源，当电源频率是50Hz 时，它每隔_____打一个点，纸带上各点之间的距离就表示在相应时间内跟纸带相连物体的_____；②纸带的安装：纸带穿过_______，再放在复写纸片（或墨粉纸盘）的_____面，从另一侧的_________穿出；③启动的顺序：先启动打点计时器打点，还是先让纸带随物体运动？2、 如何用打点计时器测定物体运动的瞬时速度：______________________________ （二）学习新课1、 实验目的：___________________________________________________________2、 实验原理：___________________________________________________________3、 实验器材：___________________________________________________________4、 实验步骤（进行实验）：①安装器材：把附有__ ___的长木板平放在实验桌上，把打点计时器固定在_______，并连好电路；把纸带穿过__ ___ _，连在______ _____；将细绳一端拴在_ 上，绕过______后，在另一端挂上_ ____②实验操作：把小车停在________________的位置，先______________，然后____________，让小车拖着纸带运动，打点结束立即________。

③换上 ，重复操作两次。

5、 处理数据：①选择纸带，并选取计数点：选择一条点迹最________的纸带，为了________，舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当做计时起点，并编号为______，由此开始每隔相同时间（如0.1s ）取一个计数点，分别标为1、2、3、4、……②测量位移，计算各计数点的瞬时速度填入表格：由上述数据表格，猜想小车速度随时间的变化规律：6、 作出速度——时间图象：描点法① 建坐标系：以________为纵轴、________为横轴建立直角坐标系，并根据实验数据和坐标纸大小确定合适的标度，以使图象分布在坐标纸中央。

高中物理新课标教学设计2.1《实验：探究小车速度随时间变化的规律》教学设计【学习者分析】①．本人所在学校属于省级示范学校，学生在初中就已经进行了很长时间的探究体验，因此他们有探究的基础，优点是思维活跃，善于观察、总结、提出并回答问题，不过还存在“眼高手低”的问题及实验器材问题。

②．新课程改革打破了以前的应试教育模式，教育教学过程中师生地位平等，充分贯彻以学生为本，坚持学生的主体地位，教师的主导地位。

③．本节课是一节科学探究课，呈现在学生面前的是现象，是问题，积极引导学生探究。

④．面对一些规律的探究，学生有浓厚的探究欲望，为其思维的发散提供了较大的空间。

从另外一个角度讲，本节内容，数学运算，物理理论要求不高，适当地又降低了学习难度，选择探究式教学是最佳的途径。

探究式教学重视的是探究的过程和方法而不是结论，探究过程是产生创造思维的温床，过于重视结果可能会导致丧失探究热情，扼杀学生探究的欲望。

【教材分析】本节内容为探究实验，目的是让学生通过研究小车在重物牵引下运动的速度随时间变化的规律，经历科学探究的活动，学会实验数据处理方法。

这节课的任务是测量小车的速度，做出小车运动的V-t图像，初步分析小车速度变化的规律。

要学生从实验研究中获取数据、做出图像、分析图像、寻找规律的科学思维方法。

【教学目标】1.知识与技能：（1）能熟练使用打点计时器。

（2）会根据相关实验器材，设计实验并完成操作。

（3）会处理纸带求各点瞬时速度。

（4）会设计表格并用表格处理数据。

（5）会用v-t图像处理数据，表示运动规律（6）掌握图象的一般方法，并能用语音描述运动的特点。

2.过程与方法：（1）初步学习根据实验要求，设计实验，探究某种规律的研究方法。

（2）经历实验过程，及时发现问题并做好调整。

（3）初步学会根据实验数据发现规律的探究方法。

3.情感态度与价值观：（1）体会实验的设计思路，体会物理学的研究方法。

（2）培养根据实验结果作出分析判断并得出结论。

知识纲要导引核心素养目标(1)经历匀变速直线运动的实验过程．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．(2)能用公式和图象描述匀变速直线运动，体会数学在研究物理问题中的重要性．(3)探究小车速度随时间变化的规律．(4)认识实验对物理学发展的推动作用.固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路．．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，并把纸带的一端固定在小车的后面．．把小车停在靠近打点计时器处，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，重新实验两次．．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验．、…，如图所示．02、03、04、…的距离x1、x2、x3、x4、…，填入表中位置12345长度x1x2x3x4x54～在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．(2)如果作出的v­ t图象是一条直线，则直线的斜率表示加速度a的大小.(1)甲图是________打点计时器，电源采用的是________．(2)乙图是________打点计时器，电源采用的是________．(3)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器在纸带上打点记录小车的运动情况．他做此实验时步骤如下：A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，放开纸带，再接通电源．B．将打点计时器固定在长木板上，并接好电路．C．把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上适当的钩码．D．小车停止运动后，直接取下纸带．E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔．F．换上新纸带，重复操作三次，然后从各纸带中选取一条清晰的进行数据处理．其中错误或遗漏的步骤有：①______________；②______________.将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上________．【解析】(1)甲图是电磁打点计时器，电源采用4～6 V低压交流电．(2)乙图是电火花打点计时器，所用电源为220 V交流电．(3)实验过程中应先接通电源再放开纸带，取纸带前应先断开电源，所以错误操作是A、D步骤．合理的顺序应是BECADF.【答案】见解析(1)实验步骤可简化为：放置→固定→连接→先接后放，开始实验→重复实验→数据分析．(2)注意几步：“固定长木板时定滑轮要伸出桌面，打点计时器固定于远离定滑轮一端，开始实验时先接通电源，后释放小车”．训练1 (多选)关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验，下列说法中正确的是( )A．打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端B．开始实验时小车应靠近打点计时器一端C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车D．牵引小车的钩码个数越多越好解析：A错，B对：打点计时器与滑轮间的距离要尽可能大，小车尽可能靠近打点计时器，都是为了使小车运动的距离较大，尽可能打出较多的点．C对：若先释放小车再接通电源，只能在纸带的后面部分打点．D错：钩码个数应适当，钩码个数少，打的点很密；钩码个数多，打的点少，都会带来实验误差．答案：BC核心二实验数据处理例2 在研究物体速度随时间变化规律的实验中，如图1所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s.＝－0.2 s＝＝－0.2 s＝264 cm/s27.60 cm0.2 s＝138 cm/s＝图线如图所示，由图线的斜率可求得它的加速度与该点相邻的前后两点间的平均速度等于该点的瞬时速度利用打点纸带某小段时间内的平均速度替代中间时刻的瞬时速度．倾角就会不同，所以量出其倾角，用公式a＝tanα算出的数值并不是加速度.为纸带，E为电磁打点计时器，F为电压请指出实验装置中的两处错误．①________________________________________________________________________；②_____________________________________________________________________实验中得到了一条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，将这些计、4…，如图所示．点对应的瞬时速度是________m/s ；小车运动的加速度是电磁打点计时器使用4 V ～6 V 的交变电源工作，实验中使用了直流电源；研究匀变速直线运动实验时，为了保证纸带上打出清晰而且足够的计数点，计时器，该实验中没有做到这一点．＝－－20.2m/s ＝－－20.2m/s≈0.39 m/s 则加速度a ＝v D －v T＝0.6 m/s 2. 请在图乙中作出小车的v ­ t 图象，并求出小车的加速度a ＝__________m/sCD ＋x DE 2T ＝0.027 m ＋0.029 m 0.04 s＝1.4 m/s. 如下图所示，a ＝Δv Δt ＝5 m/s 2. 如上图所示 5。

高中物理必修第一册教案第二章2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律知识与技能１．会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度２．会用表格法处理数据，并合理猜想３．巧用v-t图象处理数据，观察规律过程与方法１．初步学习根据实验要求设计实验，完成某种规律的探究方法２．初步学会根据实验数据进行猜测探究、发现规律的探究方法３．认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律情感态度与价值观１．通过对纸带的处理实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识。

２．在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。

３．通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法。

教学重点１．图象法研究速度随时间变化的规律。

２．对运动的速度随时间变化规律的探究。

教学难点对实验数据的处理规律的探究。

教具准备学生电源、导线、打点计时器、小车、钩码、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸、实物投影仪课时安排２课时教学过程(可加一多媒体录象，教师就不需要介绍了)在我们的生活中有跳远助跑、驾车、高山滑雪等运动，在自然界中有雨点下落、鸽子飞翔、蜗牛爬行等运动，在这些运动中都有速度的变化，且变化规律不尽相同，我们怎样才能知道速度随时间变化的规律呢？如何探究一个物体速度随时间变化的规律？如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器测？【实验】问题一：打点计时器结构如何？问题二：用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤？〈步骤：（１）把一端附有滑轮的长木板平放（一高一低可否？）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远离滑轮的一端，连接好电路。

（２）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。

〉问题三：本实验特别要注意哪些事项？１．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。

高一物理一第二章：2必修一2.1 实验：探究小车速度随时刻变化的规律教材分析本节课是个学生实验，用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车的运动特点和规律。

本节课是在学习了打点计时器之后，采纳打点计时器的工作原理来进行实验，探究小车速度随时刻变化的规律。

数据的处理采纳一段时刻内的平均速度来粗略表示该段时刻的时刻中点的瞬时速度，用图像的形式表示出速度随时刻变化的规律，更直观、方便。

三维目标知识与技能依照相关实验器材，设计实验并熟悉操作。

会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。

会使用打点计时器进行实验。

把握打点计时器的使用方法及使用过程中应注意的事项。

过程与方法初步学习依照实验要求设计实验，完成某种规律的探究方法。

对打出的纸带，会用近似的方法求得各点瞬时速度。

初步学会依照实验数据进行推测、探究、发觉规律的探究方法。

认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律。

情感态度与价值观通过对小车运动的设计，培养积极主动摸索问题的适应，并锤炼摸索的全面性、准确性与逻辑性。

通过对实验的设计、实验数据的展现，培养学生实事求是的科学态度，能灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题，提高创新意识。

教学重难点教学重点使用打点计时器设计实验，探究下车的速度随时刻的变化规律。

教学难点打点计时器的使用，实验的设计以及数据的得出。

学情分析物理学是一门以实验为基础的学科，每一个结论我们差不多上通过实验验证得到的。

然而关于实验，学生普遍的不注重实验，忽略实验的作用，因此在本节中要强调实验的重要性。

关于本节课，是在学生差不多初步了解打点计时器及其使用方法的基础上，进行本节实验，因此要在老师的指导下，引导学生积极动手去做，设计实验。

教学方法精讲点拨，合作探究，以学生为主体，引导学生探究和操作。

课前预备教具预备：学生电源、导线、打点计时器、小车、4个25g的钩码、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸、多媒体课件、运算机课时安排1课时教学过程[新课导入](课件展现)打点计时器的构造如图：复习旧知识：1.打点计时器的构造及工作原理。