1.4 实验：用打点计时器测量小车的速度 教学设计-2026-2027学年高一上学期物理教科版必修第一册

1.4　实验：用打点计时器测量小车的速度·教案

教科版　物理　必修第一册　第一章　第4节　整节实验课　1课时　45分钟

一、教材分析

本节是第4节，教材第19—22页，一节完整的实验课。第3节讲清了打点计时器测速的原理，本节把原理落到操作：小车拉动纸带打点，再从纸带上量位置、算位移、算平均速度，把相邻计时点间的平均速度当作起始点的瞬时速度，画出小车的v-t图像。本节是本章第一个完整实验，为第二章"测加速度"打下操作基础。教材"发展空间"用x-t图像割线逼近切线，帮助理解瞬时速度。重点是实验操作与纸带数据处理，难点是"为什么可把平均速度当作瞬时速度"和v-t图像的绘制。

二、学情分析

学生上一节刚学过打点计时器的原理，知道每0.02 s打一个点、量间距算速度，但没亲手操作过。预计困难有三处：一是装置安装（打点计时器该装哪端、纸带固定在小车哪里）；二是操作顺序（容易先释放小车再通电）；三是数据处理时把"相邻计时点间平均速度当作起始点瞬时速度"想不通。对策：装置对照实物或图1-4-1边讲边装；操作顺序用"先通电、后释放"口诀并说明理由；平均速度当瞬时速度用"时间只有0.02 s、速度来不及变"来解释，并结合发展空间的割线逼近切线加深理解。

三、教学目标

1．会安装打点计时器测速度的实验装置，会正确操作打出一条清晰的纸带。

2．会处理纸带数据：选点、量位置、算位移、算相邻计时点间的平均速度。

3．会把相邻计时点间的平均速度当作起始点的瞬时速度，画出小车的v-t图像，并描述小车的运动。

4．理解"时间间隔越短，平均速度越接近瞬时速度"，了解用x-t图像理解瞬时速度的方法。

四、教学重难点

重点：实验装置的安装与操作；纸带数据处理；v-t图像的绘制。

难点：为什么可把相邻计时点间的平均速度当作起始点的瞬时速度；v-t图像的理解。

五、教学方法与教具准备

演示与分组实验结合，讲授配合动手。教具：打点计时器（电磁或电火花）、附滑轮长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸、电源、导线（每组一套）；课件（含实验装置图、纸带点迹图、数据处理流程、v-t坐标纸、x-t割线逼近切线图与逐步动画）；实验单每生一份；学案每生一份，附参考答案；课时作业分A、B两组。板书主张：主板面写实验流程（装置→操作→数据→图像）和两个关键（先通电后释放、平均速度当瞬时速度）。

六、教学过程

环节一　观察思考·引入（约4分钟）

问题1　（出示打点计时器）它用什么电源？纸带该放在哪里？

师生活动：学生观察、回答。教师明确：电磁式8 V以下交流、电火花式220 V交流，都50 Hz、0.02 s打一个点；纸带穿过限位孔、压在复写纸下。

过渡：上一节知道了原理，这节课亲手用它测小车的速度。

环节二　实验设计与原理（约6分钟）

讲授并板书：小车拉动纸带，打点计时器每0.02 s打一个点，点迹＝各时刻小车的位置。量位置→算位移→算平均速度。

明确关键：把相邻计时点间的平均速度，当作起始点的瞬时速度（如 vOA 当作 vO）。板书 v＝。

问题2　为什么这段平均速度能当作瞬时速度？

师生活动：学生思考。教师引导：相邻两点时间只有0.02 s，非常短，速度来不及变，所以平均速度≈起始点瞬时速度。

环节三　装置安装与操作演示（约10分钟）

演示并讲解：（对照图1-4-1）打点计时器固定在无滑轮一端；纸带前端固定在小车后部、穿过打点计时器；小车前端细绳穿过定滑轮、挂钩码。