2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 课件-2025-2026学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

该高中物理课件围绕“探究小车速度随时间变化的规律”实验展开，核心内容为利用打点计时器研究匀变速直线运动中速度与时间的关系。课堂导入通过“如何探索物体运动规律”的提问引导学生从具体事例入手，连接前期打点计时器使用知识，搭建从实验设计（器材选择、物理量测量）到数据分析（瞬时速度计算、v-t图像绘制）的学习支架，帮助学生构建从实践到规律探究的完整脉络。 其亮点在于以科学探究为主线，通过“实验思路-装置-操作-数据分析-结论”的完整流程，结合列表法、图像法及“剪断纸带等效速度”的创新数据处理方式，培养学生科学思维中的模型建构与科学推理能力。注意事项强调操作规范（如“先启动计时器后放小车”），渗透科学态度与责任；总结提升提炼等效思想，强化知识迁移。对学生而言，可提升实验操作与数据处理能力；对教师而言，提供包含例题、注意事项及创新方法的完整教学资源，助力高效教学。

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 会用v-t图像处理实验数据，并会计算小车的加速度。 2 3 1 重点 进一步练习使用打点计时器。 会测量小车的瞬时速度。 物体的运动通常比较复杂、运动规律也各不相同。 我们如何探索物体运动的规律呢？ 行星的运行 钱塘江大潮 C919起飞 导入 寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。 这一节我们研究小车在重物牵引下的运动，看看小车的速度是怎样随时间变化的。 要研究小车的速度随时间变化的规律， 我们该如何设计这个实验？ 选用什么器材？ 又要测量哪些物理量？ 一、实验思路 1.实验方案：槽码牵引小车在长木板上运动。 2.物理量的测量 位移：用刻度尺测量； 时间：由纸带获取。 3.通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度随时间变化的规律。 二、实验装置 打点计时器(带导线)、 、纸带、一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、 、复写纸、坐标纸。 交变电源 刻度尺 一端附有定滑轮的长木板 槽码 纸带 小车 细绳 打点计时器 三、进行实验 1.在长木板上固定打点计时器，并使滑轮伸出桌面，连接电路。让小车停在 打点计时器的位置，安装好纸带，连接细绳和槽码。 靠近 2.先 ，后 ，打点完成后 ，观察纸带的点迹是否清晰。 3.增减所挂的槽码(或在小车上放置重物)，更换纸带，再做两次实验。 启动计时器 放开小车 立即关闭电源 四、数据分析 1.求解并记录各计数点的瞬时速度 (1)取某计数点相邻两计数点，算出此段的平均速度，该点的瞬时速度近似等于此段的平均速度( 注意估读、单位以及有效数字)。 v1=，v2=，… T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交变电源频率为50 Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T= s。 0.1 (2)把各计数点的瞬时速度填入表中标有“vⅠ ” 的一行。同理，计算增减槽码后两次实验的速度分别填入表中标有“vⅡ” 和“vⅢ” 的两行内。 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 … 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6   vⅠ/(m·s-1)                 vⅡ/(m·s-1)                 vⅢ/(m·s-1)                 …                 2.作出v-t图像 通过尽可能多的点 均匀分布在线两侧 (1)在坐标纸上建立坐标系，描出数据点， (2)用一条平滑曲线(包括直线)“拟合”这些点，让这条线________________ , 不在线上的点 ，偏差比较大的点忽略不计。 五、实验结论 小车运动的v-t图像是 ，即小车运动的加速度 。 一条倾斜的直线 不变 六、注意事项 1.开始放开小车时，应使小车 打点计时器。 2.先 ，等打点稳定后，再放开小车。 3.打点完毕，立即 。 4.选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集部分，选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少。 5.不要分段测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点的距离)。 6.在坐标纸上作v-t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像大致布满坐标纸。 靠近 启动打点计时器 关闭电源 1. (2024·枣庄市高一期末)(1)在“用打点计时器测速度”的实验中，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50 Hz，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是　　　　(选填“直流电”或“交流电”)，它们是每隔　　　 s打一个点。  交流电 0.02 常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是交流电。 电源频率为50 Hz，则每隔T== s=0.02 s打一个点。 例题 (2)在“用打点计时器测速度”的实验中：除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面仪器和器材中，必须使用的有　　　(填选项代号)。  A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平 AC 需要使用电压合适的50 Hz交流电源，A正确，B错误； 刻度尺用来测纸带上计数点间的距离，C正确； 打点计时器就是计时仪器，不需要秒表，D错误； 实验是“用打点计时器测速度”，因此不需要天平测小车的质量，E错误。 (3)实验过程中，下列做法正确的是　　　。  A.先释放小车，再接通电源 B.先接通电源，再释放小车 C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 BD 先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车，纸带会得到充分利用，纸带上会得到更多的数据，会减小实验误差，A错误，B正确； 将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，小车会在长木板上运动更长的距离，纸带上会打出更多的计数点，从而得到更多的数据，C错误，D正确。 2. (2023·株洲市高一检测)某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图甲所示。 该同学在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50 Hz。 例题 (1)如果测得C、D两点间距x4=2.70 cm，D、E两点间距x5=2.90 cm，则打D点时小车的速度vD=　 　 m/s(结果保留3位有效数字)；  (2)该同学分别算出其他各点的速度： vA=0.220 m/s， vB=0.241 m/s，vC=0.258 m/s，vE=0.300 m/s， 请在如图丙所示的坐标系中作出小车运动的v-t图像，并说明小车速度变化的规律 　　　　 　 。 vD==×10-2 m/s=0.280 m/s 0.280 小车速度随时间均匀变化(或增大) 3. (来自教材)为研究小车沿斜面向下运动的规律，把纸带的一端固定在小车上，小车拖动纸带运动时，纸带上打出的点如图所示。 (1)某同学用以下方法绘制小车的v-t图像。先把纸带每隔0.1 s剪断，得到若干短纸条。再把这些纸条由短到长并排贴在一张纸上，使这些纸条下 端对齐，作为横轴，标出时间(表示时间轴)。最后将纸条上端中心连起来，于是得到v-t图像。请你按以上办法(用一张薄纸压在图上，复制得到纸带)绘制这个图像。 例题 (2)这样做有道理吗？说说你的看法。 有道理。因为剪下的纸条长度表示0.1 s时间内位移大小Δx，这些纸带构成上述所示的直方图。小车运动速度大小近似认为v =，由于v∝Δx，所以纸带长度反映了小车运动速度的大小。 用纸带的段数表示时间(横轴)，用纸带的长度表示速度(纵轴)，体现了等效的思想，这是一种利用图像处理数据的方法。 总结提升 实验思路 探究小车速度随时间变化的规律 实验装置 进行实验 数据分析 实验结论 注意事项 槽码牵引小车运动，通过纸带计算分析小车速度的变化情况 安装实验器材，换不同槽码打不同纸带 列表法，图像法 v-t图像为倾斜直线，小车运动的加速度不变 操作步骤注意事项 数据处理注意事项 Keep Thinking! Lavf59.27.100 $$