第二章 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记（人教版 提高A版）

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，涵盖打点计时器使用、瞬时速度测量、v-t图像处理及加速度计算等核心知识点。通过复习打点计时器操作引入实验，衔接“用打点计时器测速度”前序内容，为匀变速直线运动规律学习搭建支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过规范实验步骤（如先启动计时器再释放小车）、创新数据处理（剪纸带法将位移转化为速度体现等效思想）及多样化练习题，培养学生科学思维与科学探究能力。学生能掌握实验技能与数据处理方法，教师可获得系统教学指导与分层练习资源，提升教学效率。

第 二 章 实验：探究小车速度随时间变化的规律 1 1.进一步练习使用打点计时器。 2.会测量小车的瞬时速度。 3.会用v-t图像处理实验数据，并会计算小车的加速度(重点)。 学习目标 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。 交流电源 刻度尺 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。 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。 靠近 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= 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 (1)在坐标纸上建立坐标系，描出数据点，如图所示； (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。 通过尽可能多 的点 均匀分布在线两侧 五、实验结论 小车运动的v-t图像是 ，即小车运动的加速度 。 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。 一条倾斜的直线 不变 靠近 启动打点计时器 关闭电源 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。 　(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。 例1 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。 (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。 　 (2025·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、 例2 (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)； 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。 0.280 相邻两计数点间的时间间隔为T==0.1 s 打D点时小车的速度等于C、E之间的平均速度，即vD==×10-2 m/s=0.280 m/s (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________________________ 　　　 。 小车速度随时间均匀变化 (或增大) 答案　见解析图 描点作图如图所示。 v-t图像为一条倾斜直线，说明小车速度随时间均匀变化(或增大)。 　(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3 答案　见解析 如图所示 (2)这样做有道理吗？说说你的看法。 答案　见解析 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 巩固练习 1.(多选)(2024·太原市高一检测)关于用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，下列说法中正确的是 A.打点计时器必须接交流电源 B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端 C.应先接通电源，待打点稳定后再释放小车 D.牵引小车的槽码个数越多越好 √ √ √ 牵引小车的槽码个数应适当增加，不是越多越好，故D错误。 2.(多选)(2024·巴中市高一检测)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，对于减小实验误差来说，下列方法中有益的是 A.选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位 B.使小车运动的速度尽量小些 C.舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、间隔适当的那一部分 进行测量、计算 D.适当增加挂在细绳下槽码的个数 √ √ √ 选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位，相邻计数点间的距离较大，在用刻度尺测量这些点间的距离时，读数产生的误差较小，故A正确； 在实验中如果小车运动的速度过小，打出的点就非常密集，不利于选取适量的计数点进行测量，所以要控制好小车的速度，不能太小，故B错误； 为了减小长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点是必要的，故C正确； 若适当增加挂在细绳下槽码的个数，意味着适当增大小车运动的加速度，这样打出的点不会太密集，便于选取适量计数点并测量长度，故D正确。 3.(多选)在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列关于作v-t图像的说法中，正确的是 A.只要确定了v-t图像中的两点，就可以得到小车运动的v-t图像，因此， 实验只需要测出两组数据 B.作v-t图像时，所取的点越多，图线就越准确 C.作出的v-t图线应该通过所有的点，图线弯曲也可以 D.对于偏离直线较远的点，说明误差太大，应舍去 √ √ 作v-t图时，为了使图线尽量准确，应该有较多的数据点，选项A错误，B正确； 作图时应使尽量多的点落在直线上，其他的点均匀地分布在直线两侧，个别误差大的点，可以舍去不予考虑，选项C错误，D正确。 4.一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置进行编号。如图甲所示， 答案　见解析图 1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同，小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1=0，v2=0.06 m/s，v3=　　 m/s，v4=0.18 m/s，v5=　　 m/s。在图乙所示的坐标纸上作出小球的速度—时间图像(保留描点痕迹)；根据图像可求出加速度a=____ m/s2(结果均保留两位有效数字)。 0.12 0.24 0.12 30 由题图甲知，x1+x2=0.06 m，而 v2==0.06 m/s， 解得T=0.5 s 则v3== m/s=0.12 m/s， 又x4+x5=0.24 m 则v5== m/s=0.24 m/s。 根据各点的瞬时速度，作出v-t图像如图所示。 v-t图像的斜率表示加速度，则加速度： a=k== m/s2=0.12 m/s2。 第 二 章 本课结束 $