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第1节 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
人教版（2019）必修第一册
导入新课
世界上第一条商业运行的磁悬浮列车——“上海磁浮”，已于 2003 年 10 月 1 日正式运营。据报道，上海磁浮线路总长 33 km，一次试车时全程行驶了约 7 min 30 s，其中以 430 km/h 的最高速度行驶约 30 s。磁悬浮列车的行驶速度比汽车快得多，是不是它的加速度也会很大？
学过这一章后请你根据报纸上的数据，再按照实际情况给出一些简化的假设，自己尝试着估算它的加速度。
导入新课
寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。那么如果我们要研究小车在重物牵引下的运动，看看小车的速度是怎样随时间变化的，我们应该怎样做呢？
物理观念 1. 加深概念的理解：通过实验观察和数据处理，加深对瞬时速度、平均速度等概念的理解。
2.初步认识规律：初步形成对 “速度随时间变化规律” 的直观认识，为后续学习匀变速直线运动打下基础。
科学思维 1.数据处理和分析能力：学会运用平均速度法、图像处理实验数据，培养数据处理和分析能力。
2.科学推理能力：通过分析速度 - 时间图像，体会用图像描述物理规律的方法，提升科学推理能力。
学习目标
科学探究 1. 实验设计与操作：经历 “提出问题→设计实验→操作记录→分析结论” 的完整探究过程，掌握打点计时器的使用等实验技能。
2. 实验态度和创新意识：能对实验误差进行简单分析（如打点计时器精度、测量误差等），培养严谨的实验态度和创新意识（如改进实验装置以减小误差）。
科学态度 与责任 1.科学习惯：在实验操作中养成规范操作、认真记录的科学习惯，体会合作探究的重要性（如多人配合完成实验）。
2.科学态度：认识到实验是物理学研究的基础，培养尊重事实、基于证据得出结论的科学态度。
学习目标
重点难点
重点 1.进行实验，正确操作，记录数据，正确进行实验操作。
2.分析数据，作出v-t图像，直观反应规律。
难点 1.分析数据，作出v-t图像。
1. 实验思路
2. 进行实验
3. 数据记录
4.数据分析
5. 课堂总结
6. 练习与应用
7. 提升训练
学习内容
第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
一、实验思路
第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
一、实验思路
要研究小车在重物牵引下速度随时间的变化规律，你认为如何设计此实验？需要测量那些物理量？选用什么器材，请写出你的方案，并与同学交流。
一、实验思路
要研究小车速度随时间变化的规律，就要想办法测量小车在不同时刻的瞬时速度，而打点计时器具有此功能。如果用打点计时器测量速度，就可以如图所示，把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌上，铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳。小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。
二、进行实验
第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
二、进行实验
1.实验仪器
电磁打点计时器(或电火花计时器)、复写纸、导线、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源。
2.实验步骤
（1）如图所示，把附有定滑轮的长木板放在实验桌上，并使定滑轮伸出桌面，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。
二、进行实验
2.实验步骤
（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，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系列小点，关闭电源。
（4）换上新的纸带，重复实验两次。
（5）增减所挂钩码的个数，按以上步骤再做两次实验。
二、进行实验
二、进行实验
3.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；滑轮不能过高,细绳应与木板平行
（2）开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器
（3）先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源
（4）实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它，防止小车从板上掉下来
（5）小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大
（6）打点结束后立即关闭电源
三、数据记录
第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
三、数据记录
1.从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4…如图所示。
三、数据记录
2.依次测出01、02、03、04…的距离x1、x2、x3、x4…，填入表中。
位置 1 2 3 4 5 6
长度 x1 x2 x3 x4 x5 x6

各段长度 0～2 1～3 2～4 3～5 4～6

时间间隔
v/(m·s－1)
三、数据记录
四、数据分析
第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
四、数据分析
1.作出小车运动的v－t图象
(1)定标度、描点：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致分布在坐标平面中央。描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标。(所描的点一般用“·”标明)
(2)连线：画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示。
(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。
四、数据分析
t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
v1/ms-1 16.50 21.40 26.30 31.35 36.30 41.25
1.作出小车运动的v－t图象
（1)图线的特点？
(2)小车的运动规律？
(3)如何求加速度？
【问题】
t/s
v/(m.s-1)
舍去！
△v
△t
四、数据分析
（1）图线为直线
（2）从图线上可以可以求出每一时刻的速度
（3）从图线上求出加速度，斜率k=△v/△t=a; a不变的直线运动叫做匀加速直线运动
1.作出小车运动的v－t图象
【分析】
四、数据分析
2.利用计算机软件做v-t 图像
五、课堂总结
第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
五、课堂总结
实验思路
探究小车速度随时间变化的规律
实验装置
进行实验
数据分析
实验结论
注意事项
槽码牵引小车运动，通过纸带计算分析小车速度的变化情况
安装实验器材，换不同槽码打不同纸带
列表法，图像法
v-t图像为倾斜直线，小车运动的加速度不变
操作步骤注意事项
数据处理注意事项
六、练习与应用
第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
六、练习与应用
六、练习与应用
六、练习与应用
六、练习与应用
六、练习与应用
六、练习与应用
六、练习与应用
七、提升训练
第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
七、提升训练
七、提升训练
七、提升训练
七、提升训练
七、提升训练
七、提升训练
七、提升训练
七、提升训练
五、提升训练

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