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

该高中物理导学案聚焦“探究小车速度随时间变化的规律”实验，引导学生巩固打点计时器使用及纸带瞬时速度求解，通过测量纸带数据、计算瞬时速度，再绘制v-t图像分析运动规律，搭建从实验操作到数据处理的学习支架。 特色在于强化科学探究与科学思维，通过增减槽码多次实验对比、v-t图像绘制及加速度计算，培养学生数据处理能力和模型建构素养，习题覆盖器材选择、图像分析等，助力学生形成严谨的科学态度与责任。

高中物理人教版必修第一册 第二章《匀变速直线运动的研究》 第1节　 实验：探究小车速度随时间变化的规律 导学案 课题 第1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及利用纸带求瞬时速度。 2.学会用实验探究小车速度随时间变化的规律,并用v-t图像处理实验数据。 学习重难点 1.测量并记录数据 (1)舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点作为计时起点(0点),每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点并测量各计数点到0点的距离X1,X2,X3,…填入表中,再算出相邻计数点之间的距离x1,x2,x3,… (2)利用vn＝计算各计数点1,2,3,4,5的瞬时速度,填入表格中标有“v1”的一行。 (3)同理,计算增减槽码后两次实验时小车的速度,分别填入表格中标有“v2”和“v3”的两行。 2.作出v-t图像分析运动规律 (1)根据表格中的数据在坐标系中描点。 (2)画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,偏差比较大的点忽略不计,如图所示。 (3)观察所得到的直线,分析小车的速度随时间变化的规律。 (4)根据v-t图像求出小车运动的加速度a＝。 学习知识点 数据处理 1．计算小球经过光电门B、C的瞬时速度。小球经过光电门的瞬时速度用平均速度来代替，即v1＝，v2＝。 2．作出小球运动的v－t图像 (1)在坐标纸上建立直角坐标系，以小球经过两个光电门之间的时间t为横轴，小球经过光电门的速度v为纵轴，根据表格中的数据在如图坐标系中描点作出小球运动的v－t图像。 (2)观察得到的图线，分析物体的速度随时间的变化规律。 3．结论：做匀变速直线运动的物体，在相等时间内速度变化相等，加速度不变。 课前训练 1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中: (1)实验提供了以下器材:打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交变电源、复写纸、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是　　　　　　。  (2)如图甲所示是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔T＝0.02 s,则相邻两个计数点间的时间间隔为　　　　 s。其中x1＝7.05 cm,x2＝7.68 cm,x3＝8.33 cm,x4＝8.95 cm,x5＝9.61 cm,x6＝10.26 cm。  如表所示,列出了打点计时器打下B、C、E、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D点时小车的瞬时速度。 位置 B C D E F 速度/ (m·s-1) 0.737 0.801 　　 0.928 0.994 (3)以A点为计时起点,在图乙所示坐标系中作出小车的速度时间关系的图线。 (4)计算出的小车的加速度a＝　　　　 m/s2。  3．某学习小组在“用气垫导轨和数字计时器测速度”的实验中采用了如图所示的实验装置。 (1)已知遮光条的宽度为Δd。实验时，将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使其水平。松开滑块使其在气垫导轨上自左向右匀加速运动，遮光条通过光电门1的时间为Δt1，遮光条通过光电门2的时间为Δt2，则滑块通过光电门1时的速度表达式为________(用字母表示)。 (2)已知遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为ΔT，则滑块的加速度表达式为________(用字母表示)。 (3)为减小实验误差，可采取的方法是______________________。 A．增大遮光条宽度Δd B．减小遮光条宽度Δd C．增大两光电门间距 D．减小两光电门间距 3.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。 （1） 在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是 点。 （2） AB的距离为 cm,BD的距离为 cm。 （3） 打点计时器所用交流电的周期 s，两个相邻计数点之间的时间间隔 s。 答 案 1.解析:(1)本实验中不需要测量力的大小,因此不需要的器材是弹簧测力计。 (2)相邻两个计数点间的时间间隔T'＝5T＝0.10 s。 打点计时器打下D点时小车的瞬时速度vD＝＝ m/s＝0.864 m/s。 (3)小车的速度时间关系图线如图所示。 (4)在v-t图像中,图线的斜率表示加速度,则a＝＝ m/s2≈0.64 m/s2。 答案:(1)弹簧测力计　(2)0.10　0.864　(3)图见解析　(4)0.64(0.62~0.66均可) 2.答案　(1)　(2)　(3)BC 解析　(1)由于遮光条很窄，通过光电门的时间也很短，其平均速度可认为等于瞬时速度，即v1＝ (2)滑块的加速度 a＝＝ (3)减小遮光条宽度，可使平均速度更接近瞬时速度，增加两光电门间距，可减小误差，故选B、C。 3.(1)物块加速下滑，因此打点间距逐渐增大，故最先打出的是A点。 (2)AB的距离为1.20cm,BD的距离为4.65cm。 (3)打点计时器所用交流电的周期0.02 s两个相邻计数点之间的时间间隔T＝0.1 s. 学科网（北京）股份有限公司 $