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

人教版高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动的研究 第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律 教 学 设 计 物理组：xxx 2026年10月10日 目录 一、教材分析 二、学情分析 三、指导思想 四、核心素养目标 五、教学重难点 六、教学流程 七、教学方法 八、教学仪器及用具 九、课时安排 十、教学过程 十一、板书设计 十二、评价反思 一、教材分析 本节课是人教版高中物理必修一第二章"匀变速直线运动的研究"的第1节，是一节学生实验课。学生在第一章已经学习了打点计时器的使用和纸带求速度的方法，本节通过实验探究小车速度随时间变化的规律，为后续学习匀变速直线运动的规律奠定实验基础。 教材按照"实验思路→进行实验→数据记录→数据分析"四个环节展开： 1. 实验思路：复习打点计时器的使用，明确实验方案——用细绳通过槽码拉小车，打点计时器记录纸带，用某段位移的平均速度表示中间时刻的瞬时速度，再画v-t图像探究规律。 2. 进行实验：安装长木板、打点计时器、细绳、槽码；先接通电源后释放小车；换新纸带重复两次；改变槽码再做两次。 3. 数据记录：舍掉开头密集点，每5个点取一个计数点（间隔0.1s）；测量各计数点到计时起点的距离d1、d2、d3……；用vn=(dn+1-dn-1)/(2T)计算各计数点瞬时速度。 4. 数据分析：建立坐标系描点，拟合直线画出v-t图像；讨论v-t图像的物理意义（直线说明速度均匀变化，斜率表示加速度）。 教材最后给出实验注意事项和三道课堂练习，巩固实验操作和数据处理方法。 二、学情分析 本节课的教学对象是县级综合高中的高一学生，入学基础在全县同类学生中处于最低层次。 1. 知识基础：学生在第一章已经学过打点计时器的使用和纸带求速度，但操作不熟练，容易忘记"先接通电源后释放小车"；对用平均速度近似瞬时速度的思想理解不深。 2. 实验能力：学生动手能力弱，不会正确选择计数点（每5个点取一个），不会用刻度尺测量距离，数据记录不规范。 3. 数学薄弱：描点画v-t图像时不会选择合适标度，不会"拟合"直线（让大多数点在直线上，均匀分布在两侧）。 4. 畏难情绪：学生对实验课有兴趣但怕动手出错，需要教师分步示范、小组合作。 三、指导思想 本节课以"教师示范、学生分组、动手操作、数据分析"为主线，坚持实验课"做中学"的理念。 教师先演示实验操作要点，再组织学生分组实验、记录数据、描点画图，最后通过小组讨论分析v-t图像规律，培养学生实验操作和数据处理能力。 四、核心素养目标 1. 物理观念：知道如何利用打点计时器研究小车速度随时间变化的规律。 2. 科学思维：会用平均速度近似瞬时速度；会描点画v-t图像并分析速度变化规律。 3. 科学探究：经历完整实验过程，掌握仪器安装、操作、数据记录、图像分析的方法。 4. 科学态度与责任：养成实事求是、规范操作的实验习惯。 五、教学重难点 教学重点： 1. 实验操作步骤； 2. 计数点的选取和瞬时速度计算； 3. v-t图像的绘制与分析。 教学难点： 1. 用平均速度近似瞬时速度的思想； 2. v-t图像的拟合方法； 3. 实验数据的处理。 六、教学流程 1. 实验思路：复习打点计时器，明确实验方案。 2. 进行实验：教师示范，学生分组操作。 3. 数据记录：选取计数点，计算瞬时速度。 4. 数据分析：画v-t图像，讨论规律。 5. 课堂练习与小结。 七、教学方法 实验教学法、教师示范法、小组合作法、讨论—展示—质疑法。 八、教学仪器及用具 附有滑轮的长木板、小车、打点计时器、纸带、细绳、槽码、刻度尺、交流电源、导线、多媒体课件。 九、课时安排 1课时（40分钟）。 十、教学过程 （一）实验思路（8分钟） 1. 教师提问复习："打点计时器使用时应注意哪些问题？如何测量纸带上计数点的瞬时速度？"学生回答，教师点评。 2. 教师出示实验装置图并讲解实验方案：把附有滑轮的长木板放在桌上，打点计时器固定在没有滑轮的一端；细绳拴在小车上跨过滑轮挂槽码；纸带穿过打点计时器固定在小车后面。 实验装置图 3. 教师强调实验原理：用某段位移的平均速度表示中间时刻的瞬时速度；以v为纵轴、t为横轴建坐标系，描点画v-t图像探究规律。 设计意图：复习旧知，明确实验原理和方案。 （二）进行实验（10分钟） 教师边演示边讲解实验步骤，学生分组操作： 1. 固定打点计时器在长木板无滑轮一端，接好电路； 2. 细绳拴小车跨过滑轮挂合适槽码，看小车能否平稳加速； 3. 纸带穿过打点计时器，另一端固定在小车后面； 4. 小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后释放小车； 5. 换上新纸带重复两次；改变槽码再做两次。 教师强调注意事项：①先接通电源后释放小车；②小车靠近打点计时器释放；③防止小车从木板末端掉下；④打点结束立即关闭电源。 设计意图：教师示范、学生动手，培养实验操作能力。 （三）数据记录（12分钟） 1. 纸带选取（3分钟） 教师讲解：舍掉开头过于密集的点，找一个适当的点作计时起点；每5个点取一个计数点（相隔0.1s）。 纸带计数点选取（0、1、2、3、4、5、6，相邻两点间还有4个点） 2. 测量距离（3分钟） 教师指导学生用刻度尺量出各计数点到计时起点的距离d1、d2、d3…… 3. 计算瞬时速度（6分钟） 教师讲解：用vn=(dn+1-dn-1)/(2T)计算各计数点瞬时速度，T=0.1s。 各计数点瞬时速度计算公式 学生分组计算，填写数据表格： 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 v/(m/s) 设计意图：规范数据记录，掌握瞬时速度计算方法。 （四）数据分析（7分钟） 教师引导："根据数据，如何形象地看出小车速度随时间变化的规律？"学生小组讨论，展示：画v-t图像。 教师讲解描点作图步骤：①选合适标度建系（图像占满坐标系大部分面积）；②根据数据描点；③拟合直线——让尽可能多的点在直线上，其余均匀分布两侧，去掉偏差太大的点。 小车v-t图像是一条倾斜直线 教师组织讨论：①t=0时刻速度等于零吗？（不等于，因为小车刚开始运动时已有速度）；②为什么画出的是直线？（速度均匀变化）；③直线斜率表示什么？（加速度）。学生展示质疑，教师点评。 结论：小车速度随时间均匀增加，v-t图像是一条倾斜直线。 （五）课堂练习与小结（3分钟） 练习：在探究小车速度随时间变化规律实验中，下列说法正确的是（ ） A.必须选点迹清晰的纸带，以第一个点为第一计数点 B.量出v-t图像倾角，用a=tanα求加速度 C.应先接通电源，待打点稳定后再释放小车 D.作v-t图时必须经过每一个点 学生回答，订正：C。教师小结实验要点：安装器材→先通电后放车→选计数点→算速度→画v-t图。 作业：完成实验报告册本节内容。 十一、板书设计 2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 一、实验方案 打点计时器+纸带+小车+槽码 二、实验步骤 1.安装器材 2.先通电后放车 3.重复实验 三、数据处理 1.舍掉密集点，每5个点取一计数点（T=0.1s） 2.瞬时速度：v=(dn+1-dn-1)/(2T) 3.描点画v-t图像 四、结论 v-t图像是倾斜直线，速度随时间均匀变化 十二、评价反思 本节实验课教学设计有以下特点： 1. 环节完整：按课件"实验思路→进行实验→数据记录→数据分析"四环节展开，符合实验课教学规律。 2. 动手为主：教师示范后学生分组操作，体现"做中学"。 3. 图文化：实验装置图、纸带计数点图、瞬时速度公式图、v-t图像都用课件原图或规范图辅助教学。 4. 讨论充分：v-t图像规律、t=0速度、斜率意义等都有小组讨论展示质疑。 不足之处：1课时时间紧张，学生动手实验可能不够充分；基础薄弱学生数据处理和描点画图需要更多个别指导；今后可考虑2课时（第1课时实验操作，第2课时数据处理与分析）。 学科网（北京）股份有限公司 $