2.1 匀变速直线运动的研究 课件-2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

该高中物理课件聚焦匀变速直线运动的研究，涵盖概念、特点、分类及实验探究。通过汽车速度表情境及速度数据引导绘制v-t图像，衔接速度、加速度前序知识，为后续学习奠定支架。 其亮点在于以实验探究为核心，设计打点计时器与位移传感器两种方案，培养科学探究能力。结合v-t图像斜率分析加速度，渗透模型建构与科学推理，生活实例激发兴趣。学生提升实验与思维能力，教师可高效开展教学。

第二章 第1节 匀变速直线运动的研究 学习目标 01 能设计实验方案对小车的运动是否是匀变速直线运动进行探究。 理解匀变速直线运动的概念及其特点。 尝试使用不同方法对实验数据进行处理。 掌握用纸带研究物体运动的数据处理方法。 探究学习 02 请同学们阅读课本P32页第1至3段，完成课本的讨论交流 v/m·s-1 t/s O 2 4 6 8 10 12 14 16 10 20 30 40 时间(s) 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 速度(m/s) 0 10.0 20.0 30.0 40.0 40.0 40.0 20.0 0 探究学习 02 有几位同学为了测试某款汽车的性能，记录了该汽车在某段时间内沿平直公路行驶过程的速度情况，如下表所示： 探究学习 02 v/m·s-1 t/s O 2 4 6 8 10 12 14 16 10 20 30 40 加速度大小 5m/s2 5m/s2 5m/s2 5m/s2 0 0 -10m/s2 -10m/s2 我们发现，在0~8秒时间内，汽车的速度均匀变化（每2秒增加10m/s）,加速度始终不变。 在物理学中，把速度随时间均匀变化的直线运动叫作匀变速直线运动。 匀变速直线运动中，加速度保持不变。 在0~8秒时间内，汽车的速度均匀增大，这是匀加速直线运动。 在12~16秒时间内，汽车的速度均匀减小，这是匀减速直线运动。 匀变速直线运动的 两种类型 探究学习 02 匀变速直线运动 03 1.定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动叫匀变速直线运动。 2.特点：（1）加速度a恒定不变（大小、方向都不变）； （2）v-t 图像是一条倾斜的直线。 3.分类： 匀加速直线运动：速度随时间均匀增大的直线运动；（a、v同向） 匀减速直线运动：速度随时间均匀减小的直线运动。（a、v反向） 1.物体的速度v有变化，但加速度a方向和大小均不变。 匀变速直线运动的基本特点 2.速度与加速度方向相同，则速度不断增大，为加速直线运动； 速度与加速度方向相反，则速度不断减小，为减速直线运动。 3.速度-时间图像（v-t图像）是一条倾斜直线。 O v/m·s-1 t/s O v/m·s-1 t/s O v/m·s-1 t/s O v/m·s-1 t/s 匀变速直线运动 03 实验：研究小车的运动 04 打点计时器可以测量什么物理量？ 位移、时间 （测量位移与时间的仪器） 位 移 用刻度尺测量 时 间 两点的时间间隔为 0.02s 可以求两点间的平均速度→一点的瞬时速度→加速度 通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？ 方案一：用打点计时器进行研究 电源，刻度尺 钩码 小车 细绳 纸带 打点计时器 一端附有定滑轮的长木板 实验：研究小车的运动 04 实验器材 实验步骤 数据分析 得出结论 方案一：用打点计时器进行研究 1．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。 2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。 3.把小车停在靠近打点计时器处，启动电源，待打点计时器稳定工作后，释放小车，打点计时器就在纸带上打下一系列小点。 4.换上新的纸带，重复实验两次。 5.增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。 实验器材 实验步骤 数据分析 得出结论 方案一：用打点计时器进行研究 实验器材 实验步骤 数据分析 得出结论 方案一：用打点计时器进行研究 1．观察所得纸带，舍掉过于密集无法分析的点，选择合适的计数点。 2．测量纸带上的数据，进行必要的计算，得出各点的瞬时速度。 3．选择合适的标度建立直角坐标系，绘制v-t图像。 0 1 2 3 4 5 × × × × × 实验器材 实验步骤 数据分析 得出结论 方案一：用打点计时器进行研究 在误差允许范围内，小车的v-t图像是一条倾斜的直线。 × × × × × 小车的速度均匀增加，小车的加速度保持不变。 小车的运动是匀变速直线运动。 实验器材 实验步骤 数据分析 得出结论 1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置；滑轮不能过高,细绳应与木板平行; 2.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器; 3.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源; 注意事项 05 4.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它，防止小车从板上掉下来; 5.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大; 6.打点结束后立即关闭电源. 注意事项 05 对于该实验有没有哪些可以改进或者创新的地方？ 利用传感器实验系统，我们可以在计算机屏幕上直接获得相关实验结果。 先进行硬件系统的连接和调整，通过数据线，将位移传感器、数据采集器和计算机连接起来。 然后，打开位移传感器发射端的开关，进入软件界面，在采集设置中点击“ 调零” 按钮，设置记录时间间隔和数据采样数。 点击软件“ 开始” 按钮的同时，释放小车，表格自动记录数据。 获得数据后，通过计算机软件对数据进行处理，可以生成 v-t 的散点图；利用软件的图像分析中的“ 线性拟合” 功能，得到v-t图像。 方案二：用位移传感器进行研究 典例分析 06 【练习1】在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中： （1）下列操作中正确的有________； A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端 C．应先接通电源，后释放小车 D．电火花计时器应使用低压交流电源 【正确答案】AC 典例分析 06 【练习2】下列关于打点计时器的说法中，不正确的是（ ) A. 无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再将套 在轴上的复写纸片压在纸带的上面 B.使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带 C.使用打点计时器的过程中，在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行 D.使用打点计时器时应将打点计时器先固定在桌子上 典例分析 06 （1）小车做什么运动？ （2）根据课本关于匀变速直线运动瞬时速度的规律的猜想，分别计算B、C两点的瞬时速率 【练习3】某同学在研究小车运动的实验中，获得一条点迹清晰的纸带，如图2-1-9所示。已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，该同学选择了A、B、C、D、E、F六个计数点，测量数 据如图中所示，单位是cm。 课堂小结 07 匀变速直线运动的研究 分类 二、实验：研究小车的运动 一、匀变速直线运动 特点 实验方案 实验器材 实验步骤 数据处理与分析 课后作业 08 完成课后自我检测习题、同步检测中的检测学习效果第1—4题 教学阐述部分 目录 01 目录 01 教材分析 02 学情分析 03 教学目标 04 教学重难点 05 教法学法 06 教学过程 教材分析 01 本节内容选自教科版高中物理必修第一册第二章第一节，是学生在学习了速度、位移、加速度及用打点计时器测小车的速度之后，对匀变速直线运动进行的初步探究。 教材分析 01 教材通过匀变速直线的v-t图像的分析引出匀变速直线运动的基本概念，并引导学生利用打点计时器、传感器对小车在恒定拉力作用下是否做匀变速运动进行探究，让学生经历实验设计、实验操作、数据处理等过程，形成科学的思维，加深对匀变速直线运动的理解。 该节内容为后续学习自由落体运动、牛顿第二定律等知识奠定基础，在整个力学体系中起着承上启下的作用。 对策 高一学生基本掌握了位移、速度、时间的基本关系，对用打点计时器研究物体的运动有一定的了解，掌握了读取基本的v-t图像的能力，但对物理量与图像斜率方面存在思维障碍。此外，实验设计、实验操作和数据分析经验不足，需在教师指导下逐步提升科学探究能力。 教学应注重情境创设、实验设计体验、实验操作与思维引导，帮助学生突破认知难点。 学生 状况 学情分析 02 教学目标 03 1.通过分析生活中汽车速度表变化及其对应的v-t图像特点理解匀变速直线运动的本质特征即速度均匀变化、v-t图像是一条倾斜的直线。 2.能根据实验数据绘制v-t图像，进一步理解图像斜率表示加速度，培养模型建构与逻辑推理能力。 3.掌握用打点计时器研究物体运动的方法，培养实事求是的科学探究意识，感受物理学源于实践又服务于生活的本质，增强探索生活中自然规律的责任感与兴趣。 重难点分析 04 重点： 1.匀变速直线运动的概念及特点（速度均匀变化、v-t图像是一条倾斜直线）。 2.打点计时器的使用及用打点计时器研究小车运动的实验设计、实验操作、数据处理与分析。 难点： 1.理解匀变速直线运动v-t图像斜率的含义。 2.从打点计时器纸带数据中准确提取信息并求解速度、加速度，并根据数据绘制v-t图像 教学方法分析 05 情境探究法、实验探究法、讲授法、合作学习法 教师引导 学生主体 教学过程分析 06 生活情境引发思考 （一）教师引入小聪暑假随父母自驾游观察到汽车速度表在不同阶段有不同变化情境 提问：请你用学过的速度和加速度描述一下小聪观察到的汽车运动情况？ 预设可能的回答:汽车速度表稳定在某一值时在做匀速运动，速度表顺时针均匀转动时在做加速，逆时针均匀回转时在做减速 教学过程分析 06 教师点评学生的回答并借此引入观察几个学生测试汽车性能时记录的某段时间汽车的速度情况 提问:观察表中的数据，汽车哪段时间速度在均匀增加哪段时间在均匀减小？你能用更直观的方式把汽车的运动情况展现处理吗？ 时间(s) 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 速度(m/s) 0 10.0 20.0 30.0 40.0 40.0 40.0 20.0 0 教学过程分析 06 由v-t图像确实更直观看到汽车速度变化情况，且不管是均匀增加还是均匀减少，它都是有一条倾斜的直线，今天我们就来研究这样一类特殊的运动：速度均匀变化的直线运动。 设计意图：通过生活实例进行导入，同学们容易理解并对提出的问题进行思考。 v/m·s-1 t/s O 2 4 6 8 10 12 14 16 10 20 30 40 教学过程分析 06 一、定义匀变速直线运动 （一）、结合实例归纳特征 教师引导学生计算Δv，并发现每一段相同时间内速度变化量相等。 总结：像这样在任意相等时间内，速度的变化量都相等的直线运动，叫做匀变速直线运动 举例说明：汽车匀加速起步、火车匀减速进站、自由落体等均属于此类。 教学过程分析 06 设计意图：通过典型数据案例引导学生自主发现规律，实现从具体到抽象的概念建构；采用类比法迁移已有知识（数学图像斜率），降低学习难度；设置课堂反馈训练，检测学生知识掌握与理解情况，纠正错误。 教师引导学生在v-t图像上找出Δv及对应的Δt,发现Δv除以Δt,刚好是数学上直线斜率的斜率，则匀变速直线运动的v-t图像斜率代表加速度。 教学过程分析 06 二、实验：研究小车的运动 方案1：（一）教师引导学生明确研究小车运动需要测量的物理量速度、加速度等，进而确定实验器材 （二）让学生结合上一章的学习，小组合作设计确定实验器材、实验步骤、实验数据处理方法 教学过程分析 06 （三）PPT投影学生的实验设计并进行鼓励点评及纠正 （四）教师引导学生进行分组实验 （五）PPT投影学生实验结果并点评鼓励 （六）PPT播放实验视频让学生对比学习。 方案2：教师介绍利用位移传感器研究小车运动的实验 （七）反馈训练，纠正错误 设计意图：通过经历问题分析、实验方案设计、实验操作及数据处理与分析等全过程，培养学生科学的探究精神和实事求是的实验态度，加深学生对用打点计时器来研究物体方案的了解，促进学生对匀变速直线运动特点的进一步理解。 教学过程分析 06 课堂小结 设计意图：了解学生对这节课知识的掌握情况，进一步巩固所学知识。 匀变速直线运动的研究 分类 二、实验：研究小车的运动 一、匀变速直线运动 特点 实验方案 实验器材 实验步骤 数据处理与分析 谢谢观看 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $