2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 课件-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

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，通过高山滑雪等生活运动实例导入，结合打点计时器测量位移和时间的知识回顾，搭建从生活现象到实验设计的学习支架，引导学生掌握匀变速直线运动的研究方法。 其亮点在于以完整的科学探究过程为核心，涵盖实验目的、原理、器材、步骤及数据处理（如v-t图像分析加速度），结合频闪照相法等多种研究手段，培养学生科学思维中的模型建构与科学推理能力。学生能提升实验操作与数据分析能力，教师可借助系统方案高效开展教学。

第二章 匀变速直线运动的研究 2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律 物理必修第一册 1 物体的运动通常是比较复杂的，物体的运动规律各不相同 怎样探索速度随时间变化的规律呢？ 高山滑雪、鸽子飞翔、猎豹捕食等这些运动中都有速度的变化。 【新课导入】 思考与讨论 给你以下实验器材： 你认为如何设计一个实验来研究小车在重物牵引下速度随时间的变化规律？ 知识回顾 1、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 2、通过测量或计算还能得到哪些物理量？ ？ 1.进一步练习使用打点计时器. 2.会利用平均速度求瞬时速度. 3.会利用v－t图像处理实验数据，并根据图像能计算小车的加速度和判断小车的运动情况. (一)实验目的 1.利用纸带计算瞬时速度 以纸带上某点为中间时刻点取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v-t图象，图线的斜率表示加速度。 t/s 5 10 15 20 25 0 20 40 60 80 v/m•s-1 2.用v-t图像表示小车的运动情况 (二)实验原理 (三）实验器材： 打点计时器(带导线)、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸、固定夹。 槽码 打点计时器 纸带 小车 细绳 一端附有定滑轮的长木板 1.如图所示，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，下边挂上合适的槽码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车后面。 3.把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点。 4.换上新纸带，重复实验两次。 5.增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验。 （四）实验过程 思路与讨论 1.怎样选取合适的便于测量的纸带？ 2.如何选择纸带上合适的计数点？ 3.如何计算所选计数点的瞬时速度？ （五）数据处理五 1、纸带计时起点的选择：选取点迹清晰的纸带，舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始， 每五个计时点取一个计数点，依次标号为0、1、2、3、4、5…….测量各计数点到0点的距离x。 0 1 2 3 例如：求3这个计数点的速度 （ 注意估读、单位以及有效数字）。 2、计数点瞬时速度的求法 0 1 2 3 1.2cm 1.6cm 2.0cm 2.4cm 把各计数点的瞬时速度，填入表1中标有“v1 ” 的一行。同理，计算增减槽码后两次实验的速度，分别填入表1中标有“v2” 和“v3” 的两行内。 位置 0 1 2 3 4 5 时间/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 v1/m·s-1 v2/m·s-1 v3/m·s-1 3、记录数据 方法1:取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。 方法2:在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出两个时刻对应的纵坐标值求出Δv，代入Δv／Δt求解。 画图时让不在直线上的点尽可能均匀地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段。 哪一种方法更好？ 方法2好些 4、求加速度 画直线时，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点. 如何求加速度 ？ 与纵轴的交点是什么意思？ 实验注意事项 1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。 2．滑轮不能过高,细绳应与木板平行. 3．小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。 4．先接通电源，后让纸带运动。 5．打点结束后立即关闭电源。 研究物体运动的方法 频闪照相法 利用之前学习过的频闪照相法分析计算物体的速度 。 16 研究物体运动的方法 利用光电门测速 利用之前学习过的光电门工作原理测速度,根据先后通过两个光电门的速度，运用 求出加速度。 17 研究物体运动的方法 滴水法 利用滴水代替打点计时器,相当于利用打点计时器计时,对纸带的处理方法是完全相同的。 18 课堂小结 探究小车速度随时间变化的规律 测量 实验思路 绘制 安装器材，先开打点计时器后放小车，规范操作测量 实验步骤 数据记录与分析 规范数据记录，正确处理数据，图像分析结果。 利用打点计时器和纸带计算瞬时速度 通过绘制v-t图像，研究小车的运动 1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中： (1)下列仪器需要用到的有________. AB (2)某同学进行了以下实验操作步骤，其中有错误的步骤是_____. A.将电火花计时器固定在长木板的一端，并接在220 V交变电源上 B.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的槽码 D.将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开小车，然后接通电源 D (3)在实验中得到一条如图所示的纸带，已知电源频率为50 Hz，相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s，测量出x5＝4.44 cm、x6＝4.78 cm，则打下F点时小车的瞬时速度v＝________ m/s.(结果保留两位有效数字) 0.46 (4)若实验时电源频率大于50 Hz，而做实验的同学并不知道，则打下F点时小车的实际速度_______(选填“大于”“小于”或“等于”)测量速度. 大于 (1)由纸带提供的数据求出打下C、E两点时小车的速度，填入下表： 计数点序号 B C D E 计数点对应的时刻t/s 0 0.1 0.2 0.3 打下计数点时小车的速度v/(m·s－1) 0.25  _____ 0.45  _____ 0.35 0.55 2、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交变电源的频率为50 Hz，记录小车运动的一段纸带如图甲所示，在纸带上选取A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出. (2)根据作出的v－t图像可得小车运动的加速度为______ m/s2.(结果保留两位有效数字) 1.0 （1）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=0.06m / s，v3 = m / s ， v4=0. 18m/s，v5= m / s 。 （2）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）； （3）根据图像可求出加速度a = m / s2 。（结果保留两位有效数字） 3、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，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T=0.5s。 0.12 0.24 0.12 再见 感谢您的耐心聆听 I'd like to finish by saying how grateful I am for your attention. $