作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，使高中教师有一个简单易懂的教学思路。你知道如何去写好一份优秀的高中教案呢？以下是小编为大家精心整理的“探究小车速度随时间变化的规律”，仅供参考，欢迎大家阅读。

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律
一、学习目标:
1.进一步熟悉打点计时器的原理和使用方法。
2.学会使用打了点的纸带研究物体的运动情况。
二、学习重点:
1.打点计时器的的使用。
2.纸带上数据的处理。
学习难点：对纸带的处理。
三、知识链接：
1．打点计时器原理
电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它的工作电压是4～6V，电源
频率是50Hz，它每隔0．02s打一次点。电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出
小孔而显示出点迹的计时仪器，使用220V交流电压，当电源频率为50Hz时，它每
隔0．02s打一次点。
2．注意事项
①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应
调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。
②使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。
③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。
④使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之
间，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。
四、学习过程（实践体验20分钟）
（一）、根据课本图2。1—1思考并回答以下问题。
1．本实验所需实验器材是：
。2．实验步骤
(1)把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，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，细绳跨过滑轮，下边挂上台适的钩码，把纸带穿过打点计时器并把它的一端固定在小车的后面。实验装置见图。
(3)把小车放在处，先接通，放开，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。换上新纸带，重复实验三次。
3．数据处理
（1）从三条纸带中选择一条比较理想的使用，舍掉开头的比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点，我们把每打五次点的时间作为时间的单位，也就是T=0．02×5=0．1s，在选好的开始点下面标明0，在第六点下面标明1，在第十一点下面标明2，在第十六点下面标明3……标明的点O，1，2，3……叫做记数点，两个相邻记数点间的距离分别是S1，S2，S3
(2)测出各段位移S1，S2，S3，……S6的长度，把测量结果填入课本表中。
(3)根据测量结果，计算出各计数点对应的瞬时速度也填入课本的表中
思考：1、钩码的质量适当大一些，还是可以不做要求，为什么？

2、在本实验中，计算一下各连续相等的时间间隔内位移之差。从中你是否会发现什么规律？

（二）、作出速度—时间图象

五、达标检测:
1．电磁打点计时器是一种使用__________(交流?直流?)电源的________仪器，它的工作电压是__________伏特。当电源频率是50赫兹时，它每隔________s打一次点。
2．根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是()
A．时间间隔B．位移c．加速度D．平均速度。
3．关于计数点的下列说法中，哪些是正确的?()
A．用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差：
B．相邻计数点间的时间间隔戍是相等的；
C．相邻计数点间的距离麻当是相等的；
D.计数点是从计时器打出的实际点中选出来，相邻计数点间点痕的个数相等。
4．本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有()
A．每隔四个点取一个计数点，则计数点问的时间间隔为0．10秒；
B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是O．08秒：
C．每隔五个点取一个计数点，则计数点问的时间间隔为0．08秒；
D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．10秒：
E．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．08秒。
5．接通电源与让纸带(随物体)开始运动，这两个操作的时间关系应当是：()
A．先接通电源，后释放纸带：B．先释放纸带，后接通电源；
C．释放纸带的同时接通电源；D．先接通电源或先释放纸带都可以。
6．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点痕说法中，哪些是正确的?
A．点痕记录了物体运动的时间：
B，点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移；
C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状；
D．纸带上点痕的分布情况，反映物体的运动情况。
7．打点计时器振针打点的周期，决定于：()
A．交流电压的高低；B．交流电的频率；
C．永久磁铁的磁性强弱；D．振针与复写纸的距离。
8．采取下列哪些措施，有利于减少纸带受到摩擦而产生的误差?()
A．改用直流6伏电源；B．电源电压越低越好；
C．用平整的纸带，不用皱折的纸带；D．纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜。
8．如图所示的四条纸带，是某同学练习使用打点计时器得剑的纸带的右端后通过打点计时器。从点痕的分布情况可以断定：纸带________是匀速通过打点计时器的，纸带______是越走越快的，纸带——是先越走越快，后来又越走越慢。
9．若所用电源频率是50赫，图中D纸带，从A点通过计时器到B点通过计时器，历时____s，位移为_______米，这段时间内纸带运动的平均速度是_____m／s。BC段的平均速度是_________m／s，而AD段的平均速度是_______m／s。
10．在研究匀变速直线运动的实验中，打点计时器在纸带上打出了一系列的点，其中a、b、c、d，e、f、g、h是连续的8个点。若选a点为第1计数点，将刻度尺的零刻度对准点a时，可测得ab=O．9cm，ac=2cm，ad=3．3cm，ae=4．8cm，水6．5cm，ag=8．4cm，ah=10．5cm，因为________，所以物体的运动是匀加速直线运动．若打点计时器每打相邻两点的时间间隔为O．02s，则b点的瞬时速度为________，g点的瞬时速度为_______，物体运动的加速度为_________。

延伸阅读

实验：探究小车速度随时间变化的规律教案分析

实验：探究小车速度随时间变化的规律教案分析

知识与技能
1.根据相关实验器材，设计实验并熟练操作.
2.会应用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度.
3.会用表格法处理数据，并合理猜想.
4.巧用图象处理数据，观察规律
5.掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述.
过程与方法
1.初步学会根据实验要求设计实验，完成某种规律的探究方法.
2.对打出的纸带，会用近似的方法得出各点的瞬时速度.
3.初步学会根据实验数据进行猜想、探究、发现规律的探究方法.
4.认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律.
5.通过实验探究过程，进一步熟练打点计时器的应用，体验瞬时速度的求解方法.
情感态度与价值观
1.通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性.
2.通过对纸带的处理、实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法研究问题、解决问题、提高创新意识.
3.在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力.
4.在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引申到各物体间的关联性，使自己融入社会.
5.通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法.
教学重点：
1、图象法研究速度随时间变化的规律
2、对运动的速度随时间变化规律的探究
教学难点：
1、各点瞬时速度的计算
2、对实验数据的处理规律的研究
教学过程
新课引入
物体的运动通常是比较复杂的。放眼所见，物体的运动规律各不相同。在生活中，人们跳远助跑、水中嬉戏……在自然界了，雨滴下落，猎豹捕食，蚂蚁搬家……这些运动中多有速度的变化。
物体的速度变化存在规律吗？怎样探索复杂运动蕴含的规律？怎样探索复杂运动蕴含的规律呢？
要探究一个物体随时间变化的规律，必须知道物体在不同时刻的速度。直接测量瞬时速度是比较困难的，我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，在通过对纸带的分析，计算得到各个时刻的瞬时速度。
新课教学
一、进行实验
1、步骤（略）
2、实验注意问题
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，再释放小车，当小车停止运动时应及时关闭电源
③需防止钩码落地和小车与滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它
④钩码个数适当，以免a过大点太少。应以50cm的纸带取得20~40个连续点为佳
二、数据分析
1、纸带的选取和处理
①多条纸带中选取一条点迹清晰且点迹排成直线的纸带进行处理。
②舍掉开头一段过于密集的，找一个适当的点做计时起点，为了减少测量误差和便于计算，每隔4个“计时点”选取一个“计数点”进行测时，相邻计数点的时间间隔为0.1秒
③测量距离时从选取的计时起点到各个计数点的距离
提问：瞬时速度的计算方法
2、数据处理：用描点法做速度—时间图象
①把各点的瞬时速度填入下表
位置编号
0
1
2
3
4
5
时间t/s
速度

②做v—t图象
⑴建立坐标系，纵坐标轴为速度v，横坐标轴为时间t
⑵对坐标轴进行适当分度，使测量结果差不多布满坐标系
⑶描出测量点，应尽可能清晰
⑷用一条光滑的曲线（直线）连接坐标系中的点
明显偏离的点视为无效点，连线时应使连线两侧的点分布大致相同
出示一组数据让学生在黑板上描出图象
⑸从最终结果看出小车的v—t图象是一条倾斜的直线
三、对v—t图象的认知
1、图象的物理意义：反映了速度随时间变化的规律不是物体运动的轨迹
2、可以从图象上得到任一时刻的速度

四、例题分析
例1、为了计算加速度，最合理的方法是…………………………（）
A、根据任意两计数点的速度公式算出加速度
B、根据实验数据画出v—t图，量出其倾角，由公式求出加速度
C、根据实验数据画出v—t图，由图线上相距较远的两点对应的速度、时间，由公式求出加速度
D、依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度
例2、一辆汽车关闭发动机后，以一定的初速度86km/h冲上一段倾斜的长直公路，每隔5s读取一次汽车速度表的示数，记录如下切做了响应的单位换算：
时间t/s
0
5
10
15
20
25
30
速度v/（km/h）
86
81
76
70
65
59
54
速度v/（m/s）
23.4
22.5
21.1
19.4
18.1
16.4
15.0
由以上数据用描点法作出汽车速度与时间关系的图线。
作业：书后习题1、2、3、4
5、如图所示，是某质点做直线运动的v—t图象，请回答下列问题：

（1）尽可能详细地描述质点分别
在AB、BC、CD段的运动；
（2）质点在2s末的速度多大？

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律学案

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律学案
【学习目标】
1、根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。
2、会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。
3、会用表格法处理数据，并合理猜想。
4、巧用v-t图象处理数据，观察规律。
5、掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述。
【重点难点】
1、各点瞬时速度的计算。
2、对实验数据的处理、规律的探究。
【典型例题】
例1、在探究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条记录小车运动情况的纸带，如图所示。图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T＝0.1s。

⑴根据纸带上的数据，计算B、C、D各点的数据，填入表中。
⑵在坐标纸上作出小车的v－t图像。
（3）由v－t可知小车的加速度为？
位置编号ABCDE
时间t/s00.10.20.30.4
瞬时速度v/(ms－1)

例2、某校实验小组的同学们在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点时的瞬时速度如下表：
计数点序号123456
计数点对应的时刻（s）0.100.200.300.400.500.60
通过计数点的速度（cm／s）44.062.081.0100.0110.0168.0
为了计算加速度，下面几种做法最合理的是（）
A．根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B．根据实验数据画出v－t图，量出其倾角，由公式a=求出加速度
C．根据实验数据画出v－t图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式算出加速度
D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度
【当堂训练】
1．在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示，为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的记数点，相邻记数点间的时间间隔T=0.1s。
⑴根据_______可判定小车做_________运动。
⑵根据________计算各点的瞬时速度，且vA＝，vB＝，vC＝，vD＝，vE＝。
⑶在图所示的坐标中作出小车的v一t，图线，并根据图线求出a=_____。
⑷将图线延长与纵轴相交，交点的速度是_______，此速度的物理意义是_______。

2.在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G、H……）
A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源
B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码
D．取下纸带
E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动
F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。
【学后反思】
___________________________________________________________________

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

§1实验：探究小车速度随时间变化的规律

●教学目标：

一、知识与技能

（一）能熟练使用打点计时器。

（二）会根据相关实验器材，设计实验并完成操作。

（三）会处理纸带求各点瞬时速度。

（四）会设计表格并用表格处理数据。

（五）会用v-t图像处理数据，表示运动规律

（六）掌握图象的一般方法，并能用语音描述运动的特点。

二、过程与方法

（一）初步学习根据实验要求，设计实验，探究某种规律的研究方法。

（二）经历实验过程，及时发现问题并做好调整。

（三）初步学会根据实验数据发现规律的探究方法。

三、情感态度与价值观：

（一）体会实验的设计思路，体会物理学的研究方法。

（二）培养根据实验结果作出分析判断并得出结论。

●教学过程

【教师提出问题】探究目的：

探究小车在重物牵引下的运动，研究小车速度随时间的变化规律。

【让学生猜想】小车的速度随时间变化有几种可能：

变化先快后慢；先慢后快；均匀变化等。可结合速度图象描述猜想。

【让学生进行实验设计】提示如何测量出不同时刻的物体运动速度；最后确定打点计时器测速度。

【教师引导学生讨论】实验过程中注意事项：

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，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。

3、要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。

【学生活动】实验过程：

1、附有滑轮的长度板平放在实验桌上，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、用一条细绳栓住小车使细绳跨过滑轮，下边挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的上面。

3、把小车停在靠近打点计时器处，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列小点。换上新的纸带，重复实验三次。

【学生活动】处理数据

【教师引导学生讨论】处理数据过程中注意事项：

1、纸带要选择打出的点清晰的

2、舍掉开始过于密集的点

3、用每打5个点的时间为时间单位

即T＝0.02×5s＝0.10s这样既可方便计算，又可减少误差。

参考表格一：

计数点编号
0
1
2
3
4
5
6
时间t(s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
相邻两计数点间
S01
S12
S23
S34
S45
S56
距离s(m)
对应计数点速度m/s

参考表格二：

计数点编号
0
1
2
3
4
5
6
时间t(s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
各计数点到0的距离s(m)
相邻计数点的距离S(m)
S01
S12
S23
S34
S45
S56

各计数点速度(m/s)
v1=
v2=
v3=
v4=
v5=

4、不要直接去测量两个计数点的距离而是要测量出各个计数点到计时零点的距离。

5、速度的计算方法：各计数点的瞬时速度是用计数点内的平均速度来代替：

v1=v2=

【学生活动】做出物体的速度——时间图象。

精讲：运用图象来处理物理实验数据，这是一个难点，作图象时要标明横纵坐标轴代表的物理意义，选择合适的标度，以各点瞬时速度为纵轴，时间t为横轴，不在同一直线上的点尽量均匀分布在直线的两侧。

【学生活动】得出小车运动速度随时间变化的规律。

在第一章，我们学习了通过v-t图象计算加速度，你能利用所学知识去分析你作出的图像吗？

①（时间增加相同的△t,速度也会增加相同的△v）

②从函数关系：v=kt+bv与t线性关系。小车的速度随时间均匀增加（变化）小车做匀变速(a不变)的直线运动。

【创新拓展】

1、某同学用以下方法绘制的小车的v-t图象，先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条，再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间轴，标出时间，最后将纸条上端中心连起来，于是得到v-t图象。请你按以上办法绘制这个图象。这样做有道理吗？说说你的看法。

（剪下的纸条长度表示0.1秒时间内位移大小，可近似认为速度v=，纸条长度可认为表示速度。）

2、某组同学实验过程中将固定打点计时器一端的木板垫高，使木板有一倾斜角度，是否对实验结果有影响？画出的图象有什么不同？（无；图象与时间轴的夹角不同）

【练习反馈】

1、在探究小车速度随时间变化规律的实验中，下列哪些器材是本实验必须的？＿＿＿

①打点计时器②天平③低压直流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板

（①④⑤⑥⑦⑨）达到实验目的还需器材是：（低压交流电源刻度尺）

2、在实验“探究小车速度随时间变化的规律”中，我们采用的正确方法是：

A舍掉开头过于紧密的点，找一个适当的点当作计时起点。

B、为了实验精确，选取纸带上第一个点作计时起点
C、每相邻计数点的时间间隔只能取0.1s。

D、每相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定，可取0.02s、0.04s、…n×0.02s均可。

(AD)

3、图中给出了从0点开始每5个点取一个计数点的纸带。0，1，2，3，4，5，6均为计数点。（每两个计数点间有4个点未画出）。

S1
S2
S3
S4
S5
S6

S1=1.40cmS2=1.90cmS3=2.38cmS4=2.88cmS5=3.39cmS6=3.78cm

那么①计时器在打出1，2，3等点时小车的速度分别为：

v1=cm/s；v2=cm/s；v3=cm/s；v4=cm/s；v5=cm/s

②在坐标纸上画出v-t图象

③分析小车的速度随时间变化的规律。

参考答案：

（v1=16.50cm/sv2=21.40cm/sv3=26.30cm/sv4=31.35cm/sv5=36.30cm/s）

(小车的速度随时间均匀增加)。

探究小车速度随时间变化的关系

第二章匀变速直线运动的研究
本章设计
本章是在学习了描述物体运动的几个物理量：位移、速度、加速度等概念的基础上，用实验探究的方法，具体研究一种最简单的变速运动——匀变速直线运动的规律.这种研究不是从抽象的概念出发，而是让学生探究小车在重物牵引下做的变速运动，学生观察、记录小车的速度随时间变化情况.从这个实例出发，教材引导我们研究匀变速直线运动的速度与时间的关系和位移与时间的关系以及速度与位移的关系.最后研究一种简单的匀加速直线运动，即常见的自由落体运动，领会伽利略对自由落体运动的研究方法对近代科学的影响.
本章的特点是概念多、公式多和规律多.要教给学生在学习中不能死记硬背这些概念、公式和规律，重要的是领会概念的实质和把握公式规律的来龙去脉.如：对匀变速直线运动规律和概念的矢量性的掌握.要列举一些具体实例，通过对实际物理现象的分析、物理情景的构建和物理过程的认识，逐渐掌握物理规律，这样学到的知识将不再是枯燥生硬的结论.在掌握相关规律的同时，通过对某些推论的导出过程，体验物理规律“条件”的意义和重要性，明确很多规律都是有条件的，科学的推理也有条件性.
本章不仅要求理解匀变速直线运动的规律，会在实际问题中应用规律，还要求我们要重视运动规律与学生生活、现代社会及科学发展的联系.鼓励学生大胆实验，激发探究的兴趣，经过思考讨论的过程，逐步培养学生的科学探究能力，形成严谨的治学态度.在研究匀变速直线运动中速度与时间的关系、位移与时间的关系时，体会公式表述和图象表述的优越性，为进一步应用规律奠定基础，体会数学在处理问题中的重要性.通过史实了解伽利略研究自由落体所用的实验和推论方法，体会科学推理的重要性，提高自己的科学推理能力.
在本章教学过程中，要教给学生养成根据题意画出物体运动示意图的习惯，画图可使运动过程直观、清晰，便于分析研究.由于本章公式较多，且各公式间有相互联系，因此，本章的题目常可一题多解.解题时要思路开阔，联想比较，筛选最简捷的解题方案.解题时除采用常规的解析法外，图象法、比例法、极值法、逆向转换法（如将一匀减速直线运动视为反向的匀加速直线运动等）等也是本章解题中常用的方法.
本章共六节，建议用9课时.各节课时建议安排如下：
1实验：探究小车速度随时间变化的规律2课时
2匀变速直线运动的速度与时间的关系2课时
3匀变速直线运动的位移与时间的关系1课时
4匀变速直线运动的位移与速度的关系1课时
5自由落体运动2课时
6伽利略对自由落体运动的研究1课时
1实验：探究小车速度随时间变化的规律
整体设计
本节是个学生实验，用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车的运动特点和规律.教学的核心是引导学生实际研究小车在运动中速度随时间变化的规律，目的是让学生通过科学探究活动来完成.通过实验探索过程，体验运动规律探索的方法.小车在重物牵引下运动看似简单，但就其研究问题的过程和方法是具有基础性和典型性的.重视获取知识的过程，让学生体验一种从实验研究中获取数据，作出图象，分析图象，寻找规律的科学思维方法和能力.这种科学思维方法贯穿整个物理实验，因此教学中必须让学生亲自动手做实验.教材设计这个学生实验为一节，建议用2课时完成.
教学重点
1.由实验数据得出v-t图象.
2.由v-t图象得出小车的速度随时间变化的规律.
教学难点
1.实验探究过程注意事项.
2.实验数据的处理.
课时安排
2课时
三维目标
知识与技能
1.根据相关实验器材，设计实验并熟练操作.会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度.
2.会用表格法处理数据，并合理猜想.巧用v-t图象处理数据，观察规律.
3.掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述.
过程与方法
1.初步学习根据实验要求设计实验、完成某种规律的探究方法.对打出的纸带，会用近似的方法得出各点瞬时速度.
2.初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法.
3.认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律.
情感态度与价值观
1.通过对小车运动的设计，培养积极主动思考问题的习惯，并锻炼思考的全面性、准确性与逻辑性.
2.通过对纸带的处理、实验数据的图象展现，培养实事求是的科学态度，能灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题，提高创新意识.
课前准备
打点计时器、低压交流电源、导线、纸带、带滑轮的长木板、小车、钩码、细线、复写纸片、刻度尺.
教学过程
导入新课
情景导入
放眼所见，物体的运动规律各不相同.如图2-1-1，飞机着陆时的运动，火车出站时的运动，鸟儿在空中飞行……这些物体遵循什么样的运动规律？
图2-1-1
速度是描述物体运动快慢的物理量，用它可以描述物体的具体运动情况，我们可以通过机动车的速度计得知机车某时刻的速度大小.在实验中怎样才能得知各个时刻物体运动速度的大小呢？通过本节课的学习我们将知道怎样解决这一问题.
案例导入
我们利用课余时间自己想办法探究物体的运动规律.小明同学利用频闪相机在公路旁拍摄了摩托车运动的情景，他拍摄的照片如图2-1-2所示：
图2-1-2
你能根据照片分析出摩托车的运动情况吗？你分析的依据是什么？
复习导入
（展示课件）打点计时器的构造如图2-1-3.
图2-1-3
复习旧知：1.打点计时器的构造及工作原理.
2.瞬时速度的测量：时间比较短时，可用纸带上与待测点相邻的两点的平均速度来表示待测点的瞬时速度.
3.用v-t图象进行实验数据分析.
本节课我们将利用打点计时器来探究小车速度随时间变化的规律.
推进新课
一、进行实验
要探究一个物体的速度随时间变化的规律，必须知道物体在一系列不同时刻的速度.直接测量瞬时速度是比较困难的，本实验中我们用打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，再通过对纸带的分析，计算得到各个时刻的瞬时速度.
问题探究
问题1：如果探究得到小车在砝码拉动下在平直的长木板上运动，纸带上打出的点与点的间隔距离近似相等，那么小车做什么运动？
结论猜想：纸带上相邻点间的时间间隔相同，而点与点间的距离近似相等，则小车做匀速直线运动.
问题2：在探究小车带动纸带运动时，纸带上的点与点间的距离不等，那么小车做什么运动？
结论猜想：纸带上点与点间的距离不相等，说明相同时间内位移不相等，小车做变速运动.
点评：通过探究这两个问题，培养学生利用所学物理知识大胆猜想的良好科学品质，通过回答问题提高学生语言概括表达能力.若要了解做变速运动小车的速度与时间的变化规律，就必须求出打每一个点时的速度.速度求出来了，由加速度定义式a=便可求出相邻两点间运动时的加速度，便可看出运动过程中加速度是否变化，这些问题需要我们先进行完实验才能处理.
1.实验目的
探究小车速度随时间变化规律.
2.实验器材
①附有滑轮的长木板②小车③带小钩的细线④25g的钩码3个，也可以用50g的钩码或用沙子和小桶代替钩码，用弹簧秤或天平称量⑤打点计时器⑥纸带⑦刻度尺
⑧学生电源、导线
3.实验原理
把纸带跟运动的物体连接在一起，并穿过打点计时器.这样纸带上的点不但记录了物体的运动时间，而且相应地表示运动物体在不同时刻的位置.研究这些点的情况，就可以了解物体的运动情况.
问题探究
小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：①打点计时器；②天平；③低压直流电源；④细绳；⑤纸带；⑥小车；⑦钩码；⑧秒表；⑨一端附有定滑轮的长木板.
小明看后觉得不妥，让我们共同讨论一下，哪些器材必须使用，哪些多余，还缺少什么器材.
交流讨论：1.打点计时器是一种计时仪器，因此不需要秒表来测时间，故⑧多余.
2.打点计时器使用低压交流电源，因此③低压直流电源多余，然后，器材中没有低压交流电源，故缺少低压交流电源.
3.该实验不需要测量小车或钩码的质量，故②天平多余.
结论：必须使用的器材有：①④⑤⑥⑦⑨
多余的器材有：②③
缺少的器材有：低压交流电源.
方法小结：实验器材的选取不能死记硬背，在记忆时要结合实验目的和实验过程.
4.实验步骤
（1）如图2-1-4所示，把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，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.
图2-1-4
（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，放手后，看小车能否在木板上平衡地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面.
（3）把小车停在打点计时器处，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列小点，再按同样的方法（不改变钩码）打出两条纸带.从这三条纸带中选用一条点迹清晰的，计为纸带Ⅰ.
（4）增加一个钩码，按上述方法打出纸带Ⅱ.
（5）在打纸带Ⅰ的基础上减少一个钩码，仍按上述方法打出纸带Ⅲ.
（6）整理器材.
课堂训练
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，小明与他同伴操作中有以下实验步骤，其中有错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G、H……）_______________________.
A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源
B.将打点计时器固定在平板上，并接好电路
C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当的钩码
D.取下纸带
E.将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动
F.将纸带固定在小车后部，并穿过打点计时器的限位孔
将以上步骤完善并按合理的顺序写在横线上________________.
交流讨论：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，要先接通电源，再放开纸带.在取下纸带前要先断开电源.为了减小误差，应重复实验3次即打3条纸带.
参考答案：（1）A中应先接通电源，再放开纸带.
（2）D中取下纸带前应先断开电源.
（3）补充步骤G：换上新纸带，重复3次.
步骤顺序为：BFCADG.
学生分组交流讨论该实验操作过程中应该注意的事项并归纳：
注意事项：1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器.
2.实验时，应先接通电源，再放开小车.
3.要防止钩码下落时与地板相碰，可在地板上事先放几本书.
4.要防止小车与定滑轮相碰，可用中、食指叉开跨过细线放在滑轮前事先等着小车.
5.牵引小车的钩码个数要适当，以便使在长度为50cm的纸带上清晰地取得5——6个计数点为宜.
6.细线一定要与长木板平行.
二、处理数据
同学们做完了实验，每组学生手中都有了三条点迹清晰的纸带.
问题：根据纸带上的点，如何探究小车速度与时间的关系？
交流讨论：1.纸带上每一点的速度可以利用前后相邻两点的平均速度来表示.
2.相邻两点时间间隔为0.02s，为了便于研究计算，每5个计时点取1个计数点.计算时T=0.1s，利用计数点求速度.
3.纸带上的点迹前一部分过于密集，测量长度时误差较大，把前一部分的点迹舍掉.
结论：合理的数据处理如下：
1.对每条纸带（即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）都舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当作计时起点，且每隔4个点计一个计数点.
2.对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ条纸带分别进行测量，并计算小车对应各计数点的瞬时速度并填入下表.
位置（计数点）01234567
时间（s）00.10.20.30.40.50.60.7
速度（m/s）纸带Ⅰ
纸带Ⅱ
纸带Ⅱ
3.以速度v为纵轴，时间t为横轴建立平面直角坐标系，并根据表中数据给坐标轴适当刻度.特别注意要标明各轴的单位.
4.分别根据表中纸带（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）对应的数据，在坐标系中描点，并分析对应每条纸带描出点的分布规律.
5.作出每条纸带对应的v-t图象.
6.从图象上分析小车的运动速度随时间的变化规律.
问题探究
问题一：测量长度时用刻度尺测量相邻两个计数点间的长度，还是用刻度尺对齐各计数点（不移动尺子）读出各计数点间长度值？
问题二：为什么用图象处理实验数据？
问题三：如何由实验数据得出v-t图象？
问题四：如何由实验得出的v-t图象，进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律？
交流讨论：1.测量长度时最好用刻度尺对齐各计数点（不移动尺子）读出各计数点间长度值，这样可以避免测量误差的积累.
2.为什么用图象处理实验数据
在科学上，为了描述实验中测量值之间的关系，先将其在坐标系中描点，然后根据这些点的分布趋向，用一条平滑曲线（包括直线）连接这些点，尽量让多数点落在曲线上，不在曲线上的点应使点数在曲线两侧大致一般多，这种方法叫“拟合”.
“拟合”法处理数据能够直观形象地反映数据的分布规律，进而找出所要探究的问题或物理量的特点及所遵循的规律.
3.如何由实验数据得出v-t图象
（1）根据变量函数的关系确定坐标轴：横轴——时间轴，纵轴——速度轴.
（2）描点作图.作图时应把尽量多的点连在一条曲线（或直线上），不能连在线上的点应尽量使分居在线两侧的点数相同.
（3）根据作出的图象分析变量之间的函数关系.
4.如何由实验得出的v-t图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律？
我们可以从两条途径进行：
图2-1-5
一是通过直接分析图象（图2-1-5）的特点得到.小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线，那么当时间增加相同的值Δt，速度也会增加相同的值Δv.也就是得出结论：
小车的速度随时间均匀增加（或变化）.
二是通过得出函数关系式进一步得到，既然小车的v-t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v=kt+b，显然v与t成“线性关系”，小车的速度随时间均匀增加（或变化）.
课堂训练
小车牵引纸带沿斜面下滑，用打点计时器打出的纸带如图2-1-6所示.已知打点周期为0.02s.根据纸带提供的数据填写表格并求出平均加速度，作出v-t图象.
图2-1-6打点计时器纸带记录了小车沿斜面下滑时的时间与位移
表一实验数据
分段第1段第2段第3段第4段第5段第6段
时间t/s0——0.10.1——0.20.2——0.30.3——0.40.4——0.50.5——0.6
各段位移x/m1.45×10-22.45×10-23.55×10-24.55×10-25.60×10-26.65×10-2
平均速度v/（ms-1）
表二相邻段加速度值
相邻段1——2段2——3段3——4段4——5段5——6段
加速度a/（ms-2）
分析：已知每段的位移与时间，可求得各段的平均速度，由速度和时间关系可求得加速度.
解答：表一数据分析：
据=得，各段平均速度分别为
==m/s=1.45×10-1m/s
==m/s=2.45×10-1m/s
==m/s=3.55×10-1m/s
==m/s=4.55×10-1m/s
==m/s=5.60×10-1m/s
==m/s=6.65×10-1m/s
其v-t图象如图2-1-7所示.
图2-1-7
表二数据分析：
各段的平均速度可以认为是该段中间时刻的瞬时速度，也可以粗略地认为是该段开始时的瞬时速度.因此，两相邻速度所对应的时间就等于0.02×5s=0.1s.
根据a=得知：
a1==m/s2=1.0m/s2
据相同的做法可求得：a2=1.1m/s2a3=1.0m/s2a4=1.05m/s2a5=1.05m/s2
平均加速度==m/s2=1.04m/s2.
问题：在描点作v-t图象之前我们先求出打某一点时小车的瞬时速度，我们是利用t时刻附近一小段时间Δt内的平均速度代替t时刻的瞬时速度.Δt取得越小越好吗？在描点作图的过程中我们该注意什么？
教师展示课件（Δt过小出现的问题，作图过程中应该注意的事项）
1.该实验中是用t时刻附近一小段时间Δt内的平均速度代替t时刻的瞬时速度.从原理上讲Δt越小，Δt内的平均速度越趋近t时刻的瞬时速度.但实验上Δt很小时，相应位移也变小，使位移测量的相对误差增大，反而使实验误差增大，因此，Δt不宜过长也不宜过短.另外，学完匀变速直线运动的规律后，我们会有精确的方法测某时刻的瞬时速度.
2.注意事项：（1）建立v-t坐标系，给坐标轴刻度时，要注意结合具体的测量数据，最小刻度值不宜太大，也不宜太小，以免描出的点分布太稀或太密，尽量使得描出的各点均匀布满坐标平面.
（2）作图象时，应用平滑的曲线连接各点，不能出现折线.如果有些点不在连线上，应使曲线两侧的点数大致相同.
（3）如果有个别点明显远离趋势线，则可判定该点对应数据是错误的，应舍弃该点.
学生活动：利用自己手中的纸带，进行数据处理，描绘出v-t图象，得出实验结论.
问题探究
学生作出的v-t图象，各点并不是严格地在同一直线上，造成误差的原因是什么？为了减少误差，应采取什么措施？你得出了什么结论？
1.该实验中作出的v-t图象，很可能各点并不是严格在同一条直线上，这样的误差主要来源于：（1）对纸带的测量；（2）求瞬时速度运算时有效数字的取舍；（3）对坐标轴的刻度；（4）描点时对各点位置的确定.
2.针对上述误差产生的原因，在实验过程中应尽量采取有效措施来减少误差.重要的方法之一就是要细心、认真.
3.实验结论：（1）物体的速度—时间图象能反映出物体的速度随时间变化的规律.
（2）小车做的是速度越来越大的加速直线运动，且速度随时间是均匀增加的，它的速度—时间图象是一条倾斜直线.
（3）牵引力越大时，小车的速度增加得越快，即加速度越大.
方法拓展
在利用打点计时器探究小车速度随时间变化规律时通常是测量两计数点间隔的距离，用v=，计算各计数点的速度，然后再用描述法求其运动规律.
下面是某同学的另一种做法，你认为有道理吗？并谈一下你的观点.
某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了7个计数点，用以下方法绘制小车的v-t图象.先把纸带每隔0.1s剪断，得到6个短纸条.再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间.最后将纸条上端中心连接起来，于是得到v-t图象，如图2-1-8所示.
图2-1-8
点评：培养学生把数学知识应用在物理当中，体会物理与数学的密切关系，培养学生的创新精神，提高学生利用旧知识解决新问题的能力.
思维分析：（1）因为我们是把每段纸带长当作纵坐标v值，把纸带宽当作时间间隔，那么纸带的面积在数值上应等于该时间段内的位移，即v-t图线在该时间段内梯形的面积，才符合v-t图.而两小三角形面积全等，见图2-1-9，故可由此方法得到v-t图象.（2）用求直线斜率得加速度值a=.
图2-1-9
阅读材料（课件展示）
1.用计算机绘制v-t图象
用Excel绘制图象时，注意输入数据时用“依次”二字，在Excel工作簿中先输入自变量时间，在相邻一列中输入对应的速度值，输入顺序不对，所画的图象也不对.具体做法如下：
打开Excel工作簿可以看到行和列，行号用1、2、3……表示；列号用A、B、C……表示.将自变量时间的数值从某一单元格开始输入，在同一列中将其他时间值一一输入.在相邻的右侧一列中将速度值一一输入，注意速度值要与时间值相对应.也可以在同一行中依次输入时间和速度，下一行中再次输入第二组时间和速度，直至全部输入完毕.用鼠标选中这些数据，再用鼠标左键单击“图表向导”按钮，出现“图表类型”窗口，选“散点图”，选“确定”按钮，弹出“图表标题输入框”，输入相应的字符后选“下一步”按钮，直到“完成”.出现由点组成的图表，用鼠标右键单击绘图区中任何一个数据点，出现下拉式菜单，选“添加趋势线”，弹出添加趋势线窗口，选择“线性”趋势；打开该窗口的“选项”卡，对其中“显示公式”左侧的小方格用鼠标左键单击出现“√”号后，按“确定”.则图表框中出现一条直线，这就是经过计算机做最佳“拟合”后的v-t图象，并显示出一个表明该图象的函数式.
2.图象在社会、生活中的应用
现代社会，图象和文字一样，已经成为人们进行研究、交流的一个重要手段.科学家、工程师、社会学家、经济学家……社会上不同行业的人们正在越来越多地运用图象.
图2-1-10展示了世界人口每增加大约10亿所经历的时间.由图象可知，世界人口每增加10亿的时间间隔越来越短，这揭示了人口大爆炸危机.但是在将图象外推时一定要谨慎，外推图象时需要综合考虑各方面的因素.
图2-1-10世界人口随时间的变化
课堂小结
本节课探究了小车速度随时间变化的规律.通过对实验原理及目的的探究得出实验器材及实验步骤，通过纸带分析可以得到物体的运动规律，最终得出小车速度时间图象为一条倾斜直线.
规律方法总结：1.因为打点计时器结合纸带能记录物体在一系列不同时刻的位置，所以通过纸带分析可以得到物体的运动规律，电火花计时器及闪光照相的原理与之类似，也可以应用.
2.求纸带上某点速度时一般用一小段时间内的平均速度代替，在学完匀变速直线运动规律后，还有更准确的方法.
布置作业
1.教材第33页“问题与练习”第1、3题.
2.模拟打点计时器
如图2-1-11所示，两位同学进行跑步比赛时，为了了解自己的加速情况，他们分别拿着底部穿孔、滴水比较均匀的饮料瓶一起跑，然后通过地上的水印分析他们的速度变化情况.请你和同学们一起试一试，并说一说其中的道理.
图2-1-11
板书设计
1实验：探究小车速度随时间变化的规律
探究小车速度随
时间变化的规律
活动与探究
课题：用照相机从侧面给正在快速运动的人或车拍照时，有时会得到一张边缘模糊的照片.你能由这张照片和相机快门的速度得到这张照片所拍的人或物的运动速度吗？
分析：1.根据模糊的照片可测出两边缘的距离.
2.根据人或物与照片的比例算出人或物的实际位移.
3.根据相机快门的速度求出此过程所用的时间.
4.利用v=求出人或物的运动速度.
结论：能由这张照片和相机快门的速度得到这张照片所拍的人或物的运动速度.
习题详解
1.解答：（1）见下表
时间t/s051015202530
速度v/（kmh-1）54596570768186
速度v/（ms-1）1516.418.119.421.122.523.9
（2）如图2-1-12
图2-1-12
（3）可认为是一条直线
2.解答：a做匀速直线运动，速度为15m/s；b做初速度为零、加速度为1.75m/s2的匀加速直线运动；c做初速度为4m/s、加速度为0.67m/s2的匀减速直线运动，6s时速度为0.
3.解答：（1）图2-1-13.
图2-1-13
（2）剪下的纸条长度表示0.1s时间内位移大小，可近似认为速度v=.v∝Δx，纸条长度可认为表示速度.
4.略.
设计点评
本教学设计首先通过教师展示课件复习旧知，然后引导学生进行实验，并通过演示实验让学生总结出实验过程中应注意的事项、实验误差的来源，以及对实验数据的正确处理.先熟知操作过程各种可能结果，然后再进行实验，使学生既提高了技能，又快速、准确地进行探究.

文章来源：http://m.jab88.com/j/6309.html

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