2.1匀变速直线运动实验探究小车速度随时间的变化 课件 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦匀变速直线运动的实验探究，通过“温故知新”环节回顾电磁打点计时器、电火花计时器结构及平均速度、瞬时速度测量方法，为实验操作与数据处理搭建学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过明确实验方案、详细步骤及数据处理（如纸带选取、计数点速度计算、v-t图像绘制）培养科学思维，结合误差分析与注意事项渗透科学态度。学生能深化运动观念，教师可依托实例提升教学效果。

1 实验： 探究小车速度随时间变化的规律 第二章 匀变速直线运动的研究 温故知新 温故知新 A B C D E F 2.测量瞬时速度 1.测量平均速度 vCD = vD = 实验思路 1.实验方案： 实验思路 （1）利用打点计时器和纸带计算瞬时速度：用某段位移的平均速度表示中间点的瞬时速度。 （2）用v－t图像表示小车的运动情况：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图像，进而探究速度与时间的关系。 2.实验原理： 实验步骤 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。 6 实验步骤 4.换上新纸带，重复实验两次。 5.增减所挂槽码，或在小车上放置重物，按以上步骤再做两次实验，每次实验打三条纸带。 数据记录和处理 思考与讨论 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.如何求所选计数点的瞬时速度？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 0 1 2 3 计时 起点 1.纸带的选取与测量 数据记录和处理 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 x1 x2 x3 x4 x5 0 1 2 3 4 5 … … 2.不同计数点的瞬时速度计算 (2)计算方法 数据记录和处理 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2.不同计数点的瞬时速度计算 (2)数据记录 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 v1 / (m·s-1) v2 / (m·s-1) v3 / (m·s-1) 数据记录和处理 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 位置 1 2 3 4 5 时间 （s） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 速度 （m/s） 1.10 0.94 0.79 0.63 0.47 t/s 问题： 小车做什么运动？ 13 V(m/s) Y 值 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.47 0.63 0.79 0.94 1.1 A B 小车运动的加速度大小 =0.26s =0.54s Δt=- =0.72m/s =1.16m/s Δv=- A B 小车运动的加速度大小 =0.26s =0.54s Δt=- =0.72m/s =1.16m/s Δv=- A B 小车运动的加速度大小 Δt=0.54s-0.26s=0.28s Δv=1.16m/s-0.72m/s=0.44m/s 1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器. 2.先接通电源，等打点稳定后，再释放小车. 3.打点完毕，立即断开电源，再取下纸带. 4.要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住. 5.调节好定滑轮的高度，使细绳与长木板平行。 　　 注意事项 6.选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部分，适当选取计数点（注意区分计时点和计数点）。 7.在坐标纸上画v-t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，使图象分布在坐标平面的大部分面积. 注意事项 　 1.根据纸带测量的位移有误差，从而使计算结果有误差。 　2.木板的粗糙程度并非完全相同，摩擦不均匀。 误差分析 例1 某同学在“探究小车运动速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s. 　　(1)若从纸带上打A点的时刻开始计时，求出B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度，并设计表格，填入表中． （2），将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线． 　　(3)计算加速度的大小是多少？ 例题 例题 课堂练习 1．打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题： (1)如图甲、乙所示是两种打点计时器的图片，其中乙是________计时器。 (2)甲打点计时器使用的电源为________（选填“低压交流”或“交流220V”）电源。 (3)在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中，小车拖动纸带运动，用打点计时器打出的纸带如图丙所示，从某一清晰点开始，抽出O、A 、 B 、 C 、 D五个计数点（相邻两个计数点间有四个点未画出）。用刻度尺量出各点与O点间距离，已知纸带的左端与小车相连接，所用电源的频率为50Hz，则判断小车做________（填“加速”或“减速”）直线运动，打下B点时小车运动的速度大小为________m/s。（计算结果保留2位小数） 课堂练习 课堂练习 2.小明同学利用气垫导轨和光电门测滑块加速度。滑块上安装了宽度d=3cm的遮光片，沿倾斜气垫导轨先后通过两个光电门，计时器记录了遮光片通过第一个光电门的时间Δt1=0.3s，通过第二个光电门的时间Δt2=0.1s。 课堂练习 $