教科版(2019)高中物理必修第一册实验用打点计时器测量小车的速度 教案

速度变化的快慢与方向——加速度1．区别速度、加速度、速度变化量。

2．加速度方向的理解。

学习难点：1．理解加速度的概念，树立变化率的思想。

2．利用图像来分析加速度的相关问题。

【学习过程】一、基础导学（一）加速度1．定义物理学中把速度的________与发生这一变化所用时间之比，叫作加速度（acceleration）。

通常用________表示。

2．表达式________________（比值定义法）3．单位在国际单位制中，加速度的单位是________，符号是________或________。

4．物理意义：表示________的快慢。

（二）加速度的方向1．加速度的方向：（1）加速度是________，不仅有大小，也有方向。

（2）加速度方向与速度变化量v∆的方向________，与速度v的方向________。

2．加速度与速度的方向关系：（1）在直线运动中，速度增加时，加速度的方向与速度的方向________。

（如图甲） （2）在直线运动中，速度减小时，加速度的方向与速度的方向________。

（如图乙）（三）加速度的测量方法 1．用打点计时器测加速度用打点计时器在纸带上打出一系列点迹，求得了两个不同时刻t 1和t 2的速度v 1和v 2，则加速用公式________________即可求出加速度。

2．用光电门测加速度在相近的位置固定两个光电门，分别测量出小车通过这两个光电门时的________和________，以及在两个光电门间的________，则这段时间内有21v v v a t T-∆==∆∆。

只要两个光电门距离足够小，则T ∆足够短，就可以认为小车在T ∆这段时间内保持以这个加速度运动（四）从v t -图像看加速度1．v t -图像反映了物体的________随时间的变化规律。

2．定性比较加速度的大小在同一坐标系中，根据不同物体的v t -图线的倾斜程度可以比较它们的加速度大小，如图所示，a 的加速度大于b 的加速度。

第二章匀变速直线运动的研究
实验：探究小车速度随时间变化的规律
教学设计
答案： A D
3、图中给出了从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）。

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
答案:v1=16. 50cm/s v2=21.40cm/s
v3=26.30cm/s v4=31.35cm/s
v5=36.30cm/s
板书设
计
§２.１实验：探究小车速度随时间变化的规律
一、实验目的
二、实验原理
三、实验仪器
四、实验步骤
五、数据处理
六、实验结论
教学后
记
个别学生对于本实验的数据处理，尚不够熟练。

对于速度时间图象的绘制也有一定的困难。

课时教案第 单元第案课题： §2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律总第 年月物理观念：熟练使用打点计时器获取相关数据；教学目标 科学思维：会用学过的物理术语、图表等陈述科学探究过程和结果 核心素养 科学探究：能设计实验方案，掌握获取和处理数据的水平。

科学态度和责任：培养根据实验结果作出分析判断并得出结论案 日1、打点计时器的使用教学重点 2、实验数据处理方法3、对运动的速度随时间变化规律的探究1、对实验数据的处理规律的探究教学难点 2、3、高考考点课型实验教 具 学生电源、导线打点计时器等教法教学过程教学环节教师活动预设一、课前复习：阅读教材，完成下列问题。

1、打点计时器：学生活动预设（1）电磁打点计时器是一种使用 低压交流 电源的计时仪器。

它的工作电压是 4~6V 。

频率是 50Hz，每隔0.02s 打一个点。

如果把纸带跟运动的物体连接在一起，打点计时器便在纸带上打下一系列的点，这些点既记录了运动物体在不同时刻的 位置 ，也记录了相应 时间 。

通过 对纸带上不同点之间距离的研究，可以了解物体运动的情况。

（2）电火花计时器工作条件：使用交流电源，工作电压 220 V，工作频第1页共5页教学环节教师活动预设率为 50Hz ，它每隔 0.02s 打一个点。

2、如何求解物体的瞬时速度？3、通过 v-t 图象如何求解加速度？学生活动预设二、实验教学思考 1：该实验的目的1．进一步练习使用打点计时器．2．利用 v－t 图象处理数据，并据此判断物体的运动性质．3．能根据实验数据求加速度．思考 2：实验原理1．利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式vnxn xn1 2T，即用以n点为中心的一小段位移的平均速度代替 n 点的瞬时速度．2．用描点法作出小车的 v－t 图象，根据图象的形状判断小车的运动性质．若所得图象为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动．3．利用 v－t 图象求出小车的加速度．思考 3：实验器材打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、（导线）交流电源.思考 4：实验步骤1．如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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。

第三节运动快慢的描述—速度【教学目标】1．理解平均速度概念；知道平均速度是粗略地描述变速运动快慢的物理量。

理解平均速度的定义式，并会用平均速度的公式解答有关问题。

2．知道瞬时速度是精确描述变速运动快慢和方向的物理量。

知道瞬时速度是物体在某一时刻或(通过某一位置)的速度；知道瞬时速度与平均速度的区别和联系。

知道速度和速率以及它们的区别。

3.理解什么是速度－时间图象（v-t图象），知道如何用图象表示速度和时间的关系.4.通过实例学会根据纸带上的点分析速度的变化情况，并学会测定平均速度。

【重点难点】重点：1.速度.瞬时速度.平均速度三个概念，及三个概念之间的联系。

2.根据测量数据画物体运动的v-t图象。

难点：1.对瞬时速度的理解。

.瞬时速度与平均速度之间有什么区别和联系及在运动中瞬时速度是怎样确定的．2.对图象物理意义的理解和应用。

【核心素养发展】核心知识1.了解如何描述运动的快慢和方向。

知道速度的意义、公式、符号、单位。

2.能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念。

知道速度和速率的区别。

3.理解什么是速度－时间图象（v-t图象），知道如何用图象表示速度和时间的关系4.用打点计时器测速度，根据测量数据画物体运动的v-t图象。

核心能力1.通过描述方法的探索，体会如何描述一个有特点的物理量，体会科学的方法。

2.同时通过实际体验感知速度的意义和应用。

3.让学生在活动中加深对平均速度的理解．通过生活中的实例说明平均速度的局限性．4.让学生在相互交流中逐渐领会瞬时速度与平均速度的关系，同时初步领略极限的思想并初步领会数学与物理相结合的方法，进而直接给出瞬时速度的定义．5.通过对打点计时器的使用，增强学生对物理的兴趣。

科学品质1.通过介绍或学习各种工具的速度，去感知科学的价值和应用。

2.培养对科学的兴趣，坚定学习思考探索的信念。

3.了解从平均速度求瞬时速度的思想方法，体会数学与物理间的关系．4.培养学生认识事物的规律：由简单到复杂．培养学生抽象思维能力．教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

学科教师辅导教案组长审核：年级：班级名称：培优班辅导科目：物理班级学生总数：学科教师：教学进度：第次课授课主题实验：打点计时器测速度教学目的1、掌握打点计时器测速度的基本概念，会计算速度。

2、学会理论联系实际的能力，将生活中的现象与物理知识相结合。

教学重难点教学重点：测速度教学难点：测速度授课日期及时段教学内容一、入门测1、(多选)下列关于速度和速率的说法正确的是( )A．速率是速度的大小B．平均速率是平均速度的大小C．对运动的物体，某段时间的平均速度不可能为零D．对运动的物体，某段时间的平均速率不可能为零2、(多选)下面描述的几个速度中，说法正确的是( )A.子弹以790 m/s的速度击中目标时的速度指平均速度B.信号沿运动神经传播的速度大约为10 m/s指瞬时速度C.京沪高速铁路测试时的列车最高时速可达484 km/h，指的是瞬时速度D.台风以360 km/h的速度向东北方向移动指平均速度3、(多选)如图4所示是三个质点A、B、C的运动轨迹，三个质点同时从N点出发，又同时到达M点，下列说法正确的是( )A.从N到M过程中，A的平均速率最大B.三质点从N到M的平均速率相同C.三质点从N到M的平均速度相同D.到达M点时A的瞬时速率最大4、一物体从A点沿正东方向以5 m/s的速度运动6 s到达B点，然后又以10 m/s的速度向北匀速运动4 s到达C点，求物体在这10 s内的平均速度和平均速率.脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴放考点三：利用打点计时器计算速度 一）例题解析1、如下图所示是拖动纸带时打点计时器打出的一条纸带，A 、B 、C 、D 、E 为我们的纸带上所选的记数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1S ，试求打点计时器打下B 、C 、D 各点时的瞬时速度．二）相关知识点讲解、方法总结原理纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移Δx 内的平均速度表示，即根据v ＝ΔxΔt，当Δt 或Δx 较小时，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度. 如图1所示，E 点的瞬时速度可用D 、F 两点间的平均速度代表，即v E ＝Δx Δt.三）巩固练习1、如图所示，打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离为：AC = 14.2 mm，AD = 24.8 mm．那么由此可以算出纸带在AC间的平均速度为____m/s，纸带在AD间的平均速度为____m/s；B点的瞬时速度更接近于____m/s．2、某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，电源频率为50 Hz，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.相邻计数点间的距离如图5所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s.(本题计算结果均保留3位有效数字)图5(1)在实验中，使用打点计时器时应先______再______(填“释放纸带”或“接通电源”).(2)每两个计数点间还有________个点没有标出.(3)试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.1 s测一次速度，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表.v B v C v D v E v F数值(m/s)0.6400.721(4)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在图6直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.3、（2016秋•夏津县校级月考）电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器工作的电压是4～6V，电火花计时器工作的电压是．当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点．如图为物体运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻的点间还有四个点，已知打点计时器接交流50Hz的电源，则ae段的平均速度为 m/s．d点的瞬时速度约为 m/s．二、本节综合练习1、（2016•濠江区校级学业考试）当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列说法错误的是（）A．点痕记录了物体运动的时间B．点痕记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的形状D．点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况2、（2016秋•定州市校级月考）在实验中，若电源的频率是50Hz，下列关于计数点间时间间隔的说法中正确的是（）A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 sB．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 sC．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 sD．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 s3、（2016秋•南关区校级月考）使用电磁打点计时器时，下列说法正确的是（）A．先拉动纸带，后闭合电源打点B．使用电压一定要控制在6V以上C．要使用低压交流电源D．纸带与打点计时器间摩擦力越大越好4、通过对实验“练习使用打点计时器”的学习，判断下列说法中不正确的是（）A．点迹可以记录被测量的物体在一段时间内的运动情况B．用平整的纸带，不让纸带卷曲歪斜，有利于减少纸带与打点计时器的限位孔之间的摩擦C．纸带上点迹越密集，说明被测量的物体运动越快D．纸带上的点迹可以反映被测量的物体运动的时间5、（2016秋•辽源期中）关于打点计时器，下列说法正确的是（）A．打点的周期由交流电压决定的B．打点的周期由交流电的频率决定的C．电磁打点计时器所使用的电压为220V的交流电D．电火花打点计时器所使用的电压为220V的交流电6、（2016秋•西城区校级月考）打点计时器所用的电源是50Hz的交流电，其相邻点间的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，这纸带上记录的时间为t，则（）A．T=0.1s B．T=0.02s C．t=（N﹣1）T D．t=N T7、（2016秋•瑞金市校级月考）某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点．其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s．（本题计算结果均保留3位有效数字）（1）在实验中，使用打点计时器操作步骤应先再（填“释放纸带”或“接通电源”）；（2）每两个计数点间还有个点没有标出；（3）试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.10s测一次速度，计算出打下B、C两个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表：速度v B v C v D v E v F数值（m/s）0.5600.6400.721三、出门测1．（2015秋•阳东县校级月考）某实验小组在练习使用打点计时器时，纸带上打出的不是点，而是一些短线，这可能是因为（）A．打点计时器错接在直流电源上B．电源电压不稳定C．打点计时器使用的电压过低D．振针与复写纸的距离太小2、电磁打点计时器是一种使用电源的计时仪器，它的工作电压是v，当电源频率是50Hz时，它每隔打一次点，打点时应先，再．3、（2014秋•湘潭县校级月考）关于电磁打点计时器和电火花计时器，下列说法正确的是（）A．电磁打点计时器用的是直流电源，而电火花计时器用的是交流电源B．它们每隔0.02s打一个点C．它们的工作电压均为220V的交流电源D．使用它们计时时，必须先拉动纸带，再立即接通电源4、（2018秋•东台市校级月考）本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有（）A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10秒B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是0.08秒C．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08秒D．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10秒5、（2017秋•桑珠孜区校级期中）在做“用打点计时器测速度”实验中，打点计时器打出的一条纸带中的某段如图所示，若A、B、C点间的时间间隔均为0.10s，从图中给定的长度，求出小车打下C点时小车的速度大小是m/s打下D点时小车的速度大小是m/s四、练一练1、（2016•广东学业考试）如图所示，是电源频率为50Hz的电磁打点计时器在纸带上连续打下的六个点。

姓名，年级：时间：2.1 实验：探究小车随时间变化的规律1、进一步熟练打点计时器的使用。

2、加深学习利用纸带求某时刻瞬时速度的方法.3、进一步提高用描点法作图的能力.重点难点1、图像法研究速度随时间变化的规律。

(重点）2、学习利用纸带球某时刻瞬时速度的方法.（重点）3、对运动的速度随时间变化规律的探究。

（难点)自主探究一、实验器材（1)本实验用到的实验器材有________________________.二、实验原理（1)利用纸带计算瞬时速度；以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的______表示这点的瞬时速度。

(2)用v-t图像表示小车的运动情况；以速度v为_____、时间t为_____。

建立直角坐标系，用描点法画出校车的v—t图像。

图线的______表示加速度的大小,如果v-t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度______的。

三、实验步骤(1）如图所示，把一端附有定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,并把纸带的一端连在小车的后面.（3)把小车停在靠近打点计时器的位置，先______，后________（填“接通电源”或“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行小点,随后立即关闭电源.(4)换上新纸带,重复操作两次.四、数据处理（1）如图所示，一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离，而是先测量出各个计数点到计时零点的距离X1、X2、X3、X4、X5,在计算出相邻的两个计数点的距离，△X1=X2，△X2=X2—X1,△X3=X3-X2，△X4=X4—X3，△X5=X5—X4.（2）各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即v1＝错误!，v2＝错误!，…T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交流电源频率为50 Hz，每5个点取一个计数点（中间隔4个点），则T＝0.1 s.设计表格并记录相关数据位置编号123456时刻t/s0.10.20。