2.1 实验：探究小车速度随时间的变化规律 课件-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

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，通过生活与自然界中的运动现象导入，引导学生思考速度变化规律，进而过渡到实验设计、器材选择及物理量测量，搭建从现象到探究的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过观看视频熟悉打点计时器使用，结合纸带分析计算瞬时速度、绘制v-t图像，培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。包含实验步骤、注意事项及反馈题，学生能提升实验技能与数据分析能力，教师可借助完整流程高效教学。

Brighten Your Life with the love in Education 2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 1 导入 1 在生活中，人们跳远助跑、水中嬉戏、驾车行驶、短道速滑. 在自然界里，物体下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家…… 这些运动中都有速度的变化． 物体的速度变化存在规律吗？ 怎样探索速度随时间变化的规律呢？ 导入 2 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， 你认为如何设计这个实验？ 选用什么器材？ 又要测量哪些物理量？ 导入 3 【学习目标】 通过观看视频，进一步熟悉打点计时器的使用 2.通过阅读课本第37页，会利用纸带测量小车的瞬时速度 3.通过对纸带上的数据分析，学会用v－t图像处理实验数据，并计算小车的加速度。 注意： ①阅读学习目标及课本时注意双色笔勾画 ②15min时间阅读课本并完成导学案中基础感知部分 导学 独立思考 学思 AITON EDUCATION GROUP 展示 预设展 AITON EDUCATION GROUP 展示 6 1.阅读课本P36 （1）要研究速度和时间的变化规律，需要测（读）哪些物理量？ （2）选用什么器材？ ， ， ， ， ， ，细绳，刻度尺，复写纸（或墨粉纸盘），坐标纸。 打点计时器(带导线) 交变电源 读时间 测位移 计算瞬时速度 纸带 一端带有定滑轮的长木板 小车 槽码 AITON EDUCATION GROUP 展示 ②把小车停在__________________。先_________，然后___________。 于是，打点计时器在纸带上打下一行小点。随后，_______________。 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。 靠近打点计时器位置 接通电源 释放纸带 立即关闭电源 （3）叙述实验操作步骤 ①安装好实验装置 2.阅读课本P37第一段（进行实验），结合右上实验装置图回答： （1）小车为什么靠近点打计时器？ （2）是否可以先释放小车再启动打点计时器？ 让纸带上打出更多的点迹 不可以 为什么？ AITON EDUCATION GROUP 展示 8 3.阅读P37数据记录一段，回答： （1） 在进行数据记录和数据分析时，需要选一个合适的纸带，纸带的计时起点必须从打下的第一个点开始计时吗？ （2）如何得出各计数点的瞬时速度（参考第一章第3节的方法）？ 4.数据处理：可以考虑用v-t图像分析速度v与时间t的定量关系。以_________为横轴，______为纵轴建立直角坐标系，并在坐标系中描点作出v-t图像。 时间t 速度v 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 不必，选取点迹清晰的一段纸带 AITON EDUCATION GROUP 展示 5.（P54第4题）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，选出了如图2-1所示的一条纸带（每两点间还有4个点没有画出来），纸带上方的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50 Hz。 （1）根据纸带上的数据，计算打下A、B、C、D、E点时小车的瞬时速度并填在表中。 （2）在图2-2中画出小车的v-t图像，并根据v-t图像判断小车是否做匀变速直线运动。如果是，求出该匀变速直线运动的加速度。 AITON EDUCATION GROUP 展示 10 AITON EDUCATION GROUP 展示 11 第（1）题答案 [1] 打下A点时小车的瞬时速度 [2] 打下B点时小车的瞬时速度 [3] 打下C点时小车的瞬时速度 [4] 打下D点时小车的瞬时速度 [5] 打下E点时小车的瞬时速度 5.（P54第4题） AITON EDUCATION GROUP 展示 12 在v-t图象中，图像是一条倾斜的直线，则物体的做匀加速运动，斜率代表加速度，则 AITON EDUCATION GROUP 展示 13 6.（P38第1题）为研究实验小车沿斜面向下运动的规律，把打点计时器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2.1-5所示。 （1）某同学用以下方法绘制了小车运动的v-t图像。先把纸带每隔0.1 s剪断，得到若干短纸条。再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间。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2.1-5上，复制得到纸带）绘制这个v-t图像。 （2）这样做有道理吗？说说你的看法。 AITON EDUCATION GROUP 展示 14 第2题答案： (2)有道理。因为纸带的宽度一定把剪下的各段纸带并排,相当于以纸带宽度作为时间间隔，各纸带长度表示小车在这段时间内运动的位移大小，这样在各个时间间隔内的平均速度大小就近似认为V=，V正比于Δx，这样，纸带的长度就可以用来表示速度 AITON EDUCATION GROUP 展示 15 7.小球在水平桌面上做匀减速直线运动，用照相机对着小球每隔0.1s拍照一次，得到一幅频闪照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如图所示。已知照片与实物的比例为1∶10。则小球在通过8cm距离内的平均速度是 m/s，通过6cm处的瞬时速度是 m/s 2.0 2.0 AITON EDUCATION GROUP 展示 16 让小车在木板上在重物的牵引下运动 槽码牵引小车在长木板上运动 探究小车速度随时间变化的规律. 一、实验思路 1.实验目的： 2.实验方案： 讲评 需要测量小车运动不同时刻的速度 测量位移和时间 刻度尺测量位移 由纸带直接读出时间 小车拖动纸带运动，打点计时器打出点迹 讲评 二、实验器材 打点计时器(带导线)、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸。 讲评 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。让小车停在靠近打点计时器的位置，安装好纸带，连接细绳和槽码。 三、进行实验 讲评 2.先启动计时器，后放开小车，打点完成后立即关闭电源，观察纸带的点迹是否清晰。 讲评 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。 4.实验获得的纸带 5.数据分析 讲评 四、注意事项 (1)要使纸带、小车、拉线和定滑轮共线，安装打点计时器时应注意什么？ 使打点计时器的限位孔沿长木板的纵轴中心线方向。 (2)为了保证小车的运动距离，开始释放小车的时候，应将小车放在什么位置？ 小车应该靠近打点计时器。 (3)为了使打点计时器工作更稳定并提高纸带的利用率，应如何操作？ 先接通电源，后释放小车。打点完毕，马上关闭电源。 (4)为什么要增减所挂槽码（或在小车上放置重物）重复操作两次？ 探究规律，减小实验偶然性 1.操作实验的过程的注意事项 讲评 2.数据处理的注意事项 (1)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。 (2)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)。 (3)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。 (4)让直线尽可能地过更多的点，舍弃相差比较大的点，并将直线延长和坐标轴有交点 讲评 探究小车速度随时间变化的规律 一、实验思路 二、实验器材 三、进行实验 四、数据分析 五、注意事项 槽码牵引小车在长木板上运动，分析纸带，计算小车不同时刻瞬时速度 图像法：作出小车运动的v－t图像 打点计时器(带导线)、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸 实验步骤1、2、3、4 操作步骤注意事项 数据分析注意事项 讲评 反馈 2分钟时间整理内化 AITON EDUCATION GROUP 反馈 1.(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 AITON EDUCATION GROUP 反馈 (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 AITON EDUCATION GROUP 反馈 (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 AITON EDUCATION GROUP 反馈 (4)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)；  0.280 该同学在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示，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。 AITON EDUCATION GROUP 反馈 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 $