1.3 位置变化的快慢与方向——速度（第2课时 速度的测量 速度-时间图像） 教案-2026-2027学年高一上学期物理教科版必修第一册

1.3　位置变化的快慢与方向——速度（第二课时　速度的测量　速度-时间图像）·教案

教科版　物理　必修第一册　第一章　第3节　本节共2课时，本课时为第2课时　45分钟

一、教材分析

本课时是第3节的第二课时，教材第15—17页。第一课时讲清了平均速度、瞬时速度、速率的概念，都是"位移÷时间"。本课时回答实际问题：位移和时间怎么量出来。教材给两种实验室常用仪器——打点计时器（电磁、电火花）和光电门，原理相同：测一小段时间Δt内的位移Δx，比值就是这段的平均速度，Δt足够短就当瞬时速度。测出不同时刻的速度后，用v-t图像把速度随时间的变化画出来。本课时有实验内容，配一份实验单。v-t图像是第二章匀变速直线运动的基础。重点是两种测速仪器和v-t图像的画与读，难点是纸带计数点的时间间隔、光电门测的是瞬时速度、v-t图与x-t图的区分。

二、学情分析

学生初中没系统用过打点计时器和光电门，"计时点/计数点""遮光时间"都是新概念；x-t图像刚在上一节学过，容易和v-t图像混。预计困难有三处：一是纸带上"每隔4个点取一个计数点"到底隔了几个间隔，容易数成4个（实为5个）；二是误以为光电门测的是平均速度（其实因遮光板窄、时间短，当瞬时速度）；三是把v-t图线的上升当成位置升高或轨迹。对策：数间隔用"n个点隔开(n+1)个间隔"点破；光电门强调"遮光板越窄越接近瞬时"；v-t图反复强调纵轴是速度，与上一节x-t图并排对比。两种计时器的电源值（电磁8 V、电火花220 V）配对记牢。

三、教学目标

1．知道打点计时器的种类、电源和打点周期，会用纸带上点的疏密判断快慢、会算某段平均速度。

2．知道光电门测速度的原理，会用遮光板宽度除以挡光时间求瞬时速度。

3．会根据测量数据描点连线画出v-t图像，会由v-t图线判断加速、减速、匀速。

4．知道v-t图像与x-t图像的区别。

四、教学重难点

重点：打点计时器和光电门的测速原理；v-t图像的绘制与读图。

难点：纸带计数点的时间间隔；光电门测的是瞬时速度；v-t图与x-t图的区分。

五、教学方法与教具准备

讲授、演示与讨论结合，动画配合。教具：课件（含纸带打点动画、v-t图像描点连线动画、光电门示意图、两种计时器对照图、v-t图例与逐题浮入动画）；打点计时器和光电门实物（若有）；学案每生一份，附参考答案；实验单每生（或每组）一份；课时作业分A、B两组，题目选自2026年7月30日题库。板书主张：主板面分两块，左"测速度"、右"v-t图像"，v-t图现场画一条并标加减速段。

六、教学过程

环节一　复习与引入（约3分钟）

问题1　上一节我们知道速度＝位移÷时间。可位移和时间在实验室里怎么量出来？靠什么仪器？

师生活动：学生思考，教师点出：这节课学两种测速仪器，再学怎么把测出的速度画成图。

讲授：测速度的原理都一样——测一小段时间Δt内的位移Δx，Δx与Δt的比就是速度。板书 v＝Δx÷Δt。

环节二　打点计时器（约14分钟）

讲授并板书：打点计时器每隔相同的短时间打一个点，记录做直线运动物体的位置。中学常用两种。

明确：电磁打点计时器——用振针打点，8 V以下交流电；电火花计时器——用电火花打点，220 V交流电。板书两个电源值。

问题2　两种都接50 Hz交流电，多长时间打一个点？

师生活动：学生算 1÷50＝0.02 s。教师板书"50 Hz → 0.02 s一个点"。

演示：（播放纸带打点动画）看点的疏密。

问题3　纸带上点由密变疏，说明物体怎么运动？

师生活动：学生答。教师引导：疏＝间距大＝走得远＝快，由密变疏是加速。

明确（计数点）：实际取数据常每隔几个点取一个计数点。若每相邻计数点间还有4个点，中间就是5个间隔，Δt＝0.02×5＝0.1 s。强调"n个点隔开(n+1)个间隔"。

预设：学生把"隔4个点"数成4个间隔——用手指在板书的点上数给全班看，4个点把一段分成5份。

环节三　光电门（约10分钟）

讲授并演示：（出示光电门示意图）小车上装窄遮光板，轨道上装光电门，有发光管A、接收管B。

明确：遮光板挡光时计时器启动，遮光板离开时停止，量出挡光时间Δt。v＝遮光板宽度Δx÷挡光时间Δt。

问题4　这个速度是平均速度还是瞬时速度？为什么？

师生活动：学生讨论。教师引导：遮光板很窄、挡光时间极短，这段里速度几乎不变。

明确：可认为是瞬时速度。遮光板越窄，越接近瞬时速度。这是光电门和打点计时器的一个区别——光电门直接给某位置的瞬时速度。

例（学案例3）　遮光板1 cm，挡光4.0 ms，求速度。v＝0.01÷(4.0×10⁻³)＝2.5 m/s，瞬时速度。

环节四　v-t图像（约13分钟）