§2.1实验：探究小车速度随时间的变化规律(学案)

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律学习目标1.进一步练习使用打点计时器.2.会利用平均速度求瞬时速度.3.会利用v－t图象处理实验数据，并据此判断物体的运动性质.4.能根据实验数据求加速度．学习重点通过实验获得小车不同时刻的速度，用v-t图像处理数据学习难点正确作出v-t图像，探究小车速度随时间的变化规律学习过程课堂笔记【课前预习】1.实验器材：打点计时器、学生电源、纸带、一端附有滑轮的长木板、、细绳、钩码(教材用槽码)、、坐标纸．2.实验原理：（1）打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同时刻的.（2）纸带上某点的瞬时速度一般用一小段时间内的代替．（3）用描点法画出小车的v—t图象，图线的表示加速度的大小，如果v—t图象是一条，说明小车的速度是均匀变化的．【课堂探究】[分组实验]一、实验步骤1.如图所示，把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路．2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面．3.把小车停在打点计时器处，先接通电源，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系列小点，随后立即关闭电源．4.换上新纸带，重复实验步骤3二、数据处理1.如何挑选纸带？如何取计数点？如果每隔4个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔是多少？计数点和计时点有什么区别？2.计算瞬时速度并记录计算方法：时间间隔很短时，可用某段时间的平均速度表示这段时间内某一时刻的瞬时速度，即v n＝.例如，图中计数点4的速度v4＝，其中T＝0.1 s.设计表格并记录相关数据位置01234567时刻t/s00.10.20.30.40.50.60.7 v(m·s－1)三、作出小车运动的v－t图象1.定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致布满坐标纸．思考：为什么应使图象大致布满坐标纸？2.描点：在坐标纸上描出各个坐标点的位置．3.连线：用一条平滑的曲线或直线“ ”这些点．四、实验结论如果画出的v－t图象是一条倾斜的直线，说明小车做速度均匀变化的直线运动．图象和纵轴的交点表示。

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律导学案【教学目标】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【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。

一、自主学习1、实验步骤（1）一端附有的长木板放在实验桌上，打点计时器固定在长木板的。

（2）纸带穿过打点计时器的，固定于小车的后面，细绳的一端栓在小车的前端，跨过定滑轮，另一端挂上适当的。

（3）将小车停在的位置，先后释放纸带。

（4）打完一次纸带后立即，换上纸带，重复操作三次。

2、数据处理（1）在三条纸带中选取一条的纸带，为力便于测量，舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作为。

（2）可以选择相隔△t的点为进行测量，记入自己设计的表格，得出各计数点的瞬时速度。

3、作出速度——时间图象（1）在图象中进行描点，通过观察思考，找出这些点的分布规律。

4、在下列所给器材中，本实验所需的器材有；为达到实验目的，还应增添。

①电磁打点计时器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5、在探究小车速度随时间变化规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下列步骤的代码填在横线上A．把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端，并连接好电路B．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面C．换上新的纸带再重做两次D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动F．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码G．断开电源，取下纸带6、下列关于计数点的说法中，不正确的是（）A．相邻计数点间的时间间隔相等B．计数点进行测量计算，既方便又可减少误差C．相邻计数点间的距离应当相等D．计数点是从计时器打出的实际点选出来的，相邻计数点间点痕的个数相等二、问题探究问题一：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？问题三：本实验特别要注意哪些事项？问题四：怎样分析和选取纸带上的点？开头过于密集的点舍掉，纸带的一段；若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔（可5）为一个计数间隔时间（间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）；原则上能取六、七个计数点为宜；给选取的点加标记。

探究小车速度随时间变化的规律实验教案一、创新教学目标（一）知识与技能目标1. 学生能够准确理解小车速度随时间变化的规律，包括匀速直线运动、匀加速直线运动等不同运动状态下速度与时间的关系。

不仅仅是记住公式，更要理解公式背后的物理意义，比如在匀加速直线运动中，速度随时间是线性增加的，这种增加的本质是加速度的作用。

2. 熟练掌握打点计时器的使用方法，包括如何安装、调试、操作以及从纸带中读取数据。

例如，学生要知道打点计时器的打点频率，能根据纸带上的点迹计算时间间隔，并且准确测量相邻点之间的距离，从而为计算速度和加速度做好准备。

3. 学会用图象法处理实验数据，能够根据所得到的数据绘制出小车的速度-时间图象。

这要求学生理解图象的横纵坐标所代表的物理量，以及如何从图象中获取有用的信息，如斜率表示加速度、截距可能表示初速度等。

（二）过程与方法目标1. 通过探究实验的设计与实施，培养学生的科学探究能力。

从提出问题“小车速度如何随时间变化”开始，到作出假设、设计实验方案、进行实验操作、收集和分析数据，再到得出结论和评估交流，让学生完整地经历一次科学探究的过程。

例如，在设计实验方案时，学生要考虑如何控制变量，是改变斜面的倾角来改变加速度，还是通过增加砝码等方式；在分析数据时，如何处理实验中的误差，是由于测量不准确还是实验装置本身的局限性等。

2. 提高学生的数据分析能力和逻辑思维能力。

在处理打点计时器打出的纸带数据时，学生需要运用数学知识进行计算和分析。

比如，根据相邻两点间的距离计算平均速度，再根据多个平均速度估算某一时刻的瞬时速度，这个过程需要学生有严谨的逻辑思维，并且能够从众多的数据中找出规律。

同时，在绘制速度-时间图象时，要思考如何使图象更准确地反映实验结果，这也需要一定的逻辑分析能力。

（三）情感态度与价值观目标1. 激发学生对物理实验的兴趣和探索精神。

物理实验往往充满了未知和挑战，通过这个实验，让学生感受到物理实验的乐趣。

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。