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

该高中物理教学设计聚焦“用打点计时器测量小车的速度”实验，核心涵盖实验装置安装、纸带数据处理及v-t图像绘制。通过观察打点计时器导入，回顾上节测速原理，衔接本节操作实践，构建从原理到应用的学习支架。 此资料以科学探究为核心，分组实验强化“先通电后释放”等操作规范，科学思维体现在用“时间短速度来不及变”及x-t图像割线逼近切线解释“平均速度当瞬时速度”，渗透运动与速度的物理观念。具体如装置安装对照图示、数据处理分步示范，助力学生提升实验能力与科学态度，为教师提供清晰教学流程及学生困难预设对策。

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。 问题3　为什么打点计时器装在无滑轮一端、纸带固定在小车后部？ 师生活动：学生答。教师明确：无滑轮端留出运动距离；纸带在后部、穿过计时器，小车前进才能拖着纸带被连续打点。 操作要点（板书）：小车靠近打点计时器静止 → 先开电源 → 打点稳定后拉动细绳 → 运动约一半松手靠惯性到左端。 问题4（关键）　先通电还是先释放小车？为什么？ 师生活动：学生讨论。教师明确：先通电、待稳定再释放；否则纸带开头没打上点、浪费。 环节四　分组实验·打纸带（约8分钟） 学生活动：每组按步骤安装、操作，每位同学都亲自拉动小车、打出一条比较清晰的纸带。教师巡视，纠正常见问题（先释放后通电、纸带没穿限位孔、小车没靠近计时器）。 环节五　数据处理与绘图（约12分钟） 讲授并示范：（1）选点迹清晰无重叠的一段，第1点标O，依次A、B、C、D……（2）刻度尺量位置，零刻度对齐O，O记0，填表1。（3）算相邻位移 xOA、xAB……填表2。（4）算各段平均速度 v＝ s，填表2。 问题5　为什么要选点迹清晰、无重叠的一段？ 师生活动：学生答。教师明确：开头点可能重叠、量不准；选清晰段位置才准。 绘图：把各段平均速度当作起始点瞬时速度，在坐标纸上描点、连成光滑曲线（或直线），得v-t图像。 问题6　你画的v-t图像是什么样？说明小车怎么运动？ 师生活动：学生按自己的图描述。教师明确：若是上升直线，速度随时间均匀增大（下一章的匀加速直线运动）。 环节六　发展空间与小结（约5分钟） 讲授：（出示x-t割线逼近切线图）取越接近P的两点，割线越接近P点切线，平均速度越接近P点瞬时速度——和"时间间隔越短越接近瞬时"是同一个道理。 归纳：对照板书过一遍——装置（无滑轮端、纸带后部）、操作（先通电后释放）、数据（选点、量位置、算位移、算平均速度）、图像（平均速度当瞬时、描点连线）。 布置：完成实验单；课时作业A组必做、B组分层。预习第5节：加速度。 七、板书设计 1.4　实验：用打点计时器测量小车的速度 原理　v＝；相邻计时点间平均速度 当作 起始点瞬时速度 装置　打点计时器→无滑轮端；纸带→小车后部、穿计时器；细绳→过定滑轮挂钩码 操作　小车靠近计时器 → 先通电 → 稳定后拉动 → 一半松手靠惯性 数据　选清晰无重叠段→标O A B C…→量位置(零刻度对O)→算位移→算平均速度 图像　各段平均速度当瞬时→描点→连光滑线；上升直线=速度均匀增大 两关键：先通电后释放；时间越短，平均速度越接近瞬时速度 八、课堂预设 1．学生先释放小车再通电——巡视时提醒"先通电、后释放"，说明开头会浪费。 2．打点计时器装在有滑轮端——纠正：无滑轮端才有运动距离。 3．在重叠、密集处取点——引导选清晰无重叠段。 4．想不通"平均速度当瞬时速度"——用"时间只有0.02 s、速度来不及变"，结合发展空间割线逼近切线。 5．时间不够的取舍：分组打纸带不能省（本节核心）；发展空间可留作课后阅读。 九、备教手记（课后填写） 这节课核对四件事。第一，学生装置装对没有（计时器在无滑轮端、纸带在小车后部）。第二，操作顺序，有多少组先释放后通电。第三，纸带选点，是否选在清晰无重叠段。第四，v-t图像画出来了没有、能不能说出小车做什么运动。实验课重在动手，记下学生操作中的共性问题，下次改进。 学科网（北京）股份有限公司 $