1 实验：探究小车速度随时间变化的规律教学设计教案

2024-04-12

1 实验：探究小车速度随时间变化的规律教学设计教案（共5篇）

篇1：1 实验：探究小车速度随时间变化的规律教学设计教案

2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律

一、教学三维目标知识与技能

1.进一步熟练打点计时器的使用及利用纸带求某时刻瞬时速度的方法。2.进一步提高用描点法作图的能力。

3.了解匀变速直线运动中速度随时间的变化规律。过程与方法

1.通过对实验过程的探究，了解物理学的研究方法。2.认识物理实验和数学工具在物理学发展过程中的作用。

3.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。情感态度和价值观

1.培养严谨求实的实验态度。

2.通过实验探究培养学习物理和研究物理问题的兴趣，学会探寻物理规律的方法。3.学习合作完成实验，交流实验体会

二、分析教学内容、确定重点问题。

本节课在运动学中起着承上启下的作用。第一章中已经介绍了利用打点计时器打下的纸带求物体瞬时速度的方法。并且介绍了加速度，知道了它的物理意义及表达式。而这节课是以恒力作用下的小车的运动来研究速度随时间变化规律的。从而为以后研究匀变速运动的有关知识打下了基础，本节的重点是引导学生做好分组实验及指导学生处理好得到的数据，从而得出速度时间规律。

三、分析学生状况、创设问题情境。

通过多媒体给出一些自然界中的物体的运动画面。教师提出这些物体的运动存在着什么规律，如何去探究呢？这时学生会感觉到很茫然，毫无目标。教师给出实验器材，提示他们对以前学过《利用打点计时器测物体的速度》这一节课的知识进行回顾，从而得到实验的原理，设计出实验步骤。

四、教学方法

探究实验、多媒体、讲授、讨论、练习等。

五、教学准备

学生电源、打点计时器、小车、一端带有滑轮的长木板、细线、纸带、刻度尺、坐标纸、砝码、多媒体计算机。

六、课堂教学设计引课

放多媒体画面后，提出问题：这些物体的快慢不同，他们的运动遵循着什么规律呢?如何探寻物体的速度随时间的变化规律呢？教师给出实验器材且指出要探究物体随时变化规律必须知道物体在一系列不同时刻的速度，直接测量瞬时速度很困难，我们可以借助打点计时器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物体瞬时速度。实验探究过程 1.实验操作过程

把学生平均分为四组。组织学生讨论并要求学生设计出本组的实验过程。

让第一组几个同学到讲桌前给出本组的实验设想并进行实验操作打出几条纸带。

请其他三组的同学指出第一组同学操作不当之处。教师及时给出评价。第二组同学也一样边

叙述边操作，打出几条纸带。让其他组的同学指出操作不当之处。另外两组一样。2.课堂交流

教师提问：如何选择适合本实验的纸带呢？

学生：选择一条点迹清晰，没有漏点且点数足够多的纸带。学生：开始的几个点不清楚怎么办呢？学生：把这几个点舍去，行不行呢？。

学生：计时起点是人为选取的，开始不清楚点可以舍去。教师及时评论学生的讨论，肯定学生的成绩。

教师：我们可以选择一清晰的点作为计时起点，还可以选择计数点，建议大家在测量前每五个点选一个计数点。

教师：各组开始选择纸带及确定计数点。教师巡回指导，指出学生错误之处。

教师：大家在测量时，我建议大家测量每个点与计时起点的距离。学生：我们每两个点测一次不是一样吗？学生进行讨论。

学生：他这样做每次测量都要挪动刻度尺，这样做很麻烦，并且误差很大。教师给予评价

教师引导学生设计数据表格并且把数据填到表格中。教师：大家想一想如何根据测得数据求瞬时速度呢？各组进行讨论

学生：我们组选每相邻的两个点的距离为△x，同时对应的时间为△t，根据△x/△t算出该点附近的平均速度，把它当作打点计时器打下该点的瞬时速度。教师利用多媒体演示求瞬时速度的方法推导过程。

教师；每个组根据各自的纸带测量△x，计算出瞬时速度，并且把数据填入表格。教师：如何根据得到的数据表示出小车的速度时间关系呢？组织学生讨论

学生：根据第一章《利用打点计时器测物体速度》这一节。我们可以作出速度时间关系图像，根据图像可知两者的关系。教师：如何作出图像呢？

学生：建立v-t直角坐标系，通过描点作出图像。

教师：做速度时间图像时应注意坐标轴的标度的选取，描点要准确。教师；同学们开始作图。教师巡回指导。

教师：有的同学的图像是一段一段的折线，对不对？学生：如果不是折线，所有的点就不能都在图像上？

教师：我们研究的是一种规律，是大多数点符合的就可以的。是什么样的规律呢？学生：一条倾斜的直线

教师:为什么会有一些点不在图像上呢？学生：因为测量时存在着误差。

教师：演示多媒体，给出正确的作图方法。V-t坐标系内，有一些点，根据这些点作出一条倾斜直线，使不在图线上的点均匀地分布在图线的两侧。

教师：在我们做出的图像上任意找两点，找出两点的速度及对应时间。代入a=﹝v2-v1﹞/﹝t2-t1﹞求出此小车的加速度。

篇2：1 实验：探究小车速度随时间变化的规律教学设计教案

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

一、教学目标

（一）知识与技能：

1、根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。

2、会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。

3、会运用表格法处理数据，并合理猜想。

4、巧用v-t图像处理数据，观察规律。

（二）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。

2、对打出的纸带，会用近似的方法得出各点的瞬时速度。

3、能直观运用图像展现规律、（三）情感态度与价值观：

1、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。

2、通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法。

二、教学重点

1、图像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

三、教学难点

1、会计算各点瞬时速度。

2、对实验数据的处理、规律的探究。

四、新课教学预习学案：

1.试验中把小车停在靠近

处，先

，然后，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，换上纸带，重复实验3次。

2.打点计时器每隔

打一次点，计时器打出的纸带可直接获得的物理量是任意两点间

，可直接测得的物理量是任意两点间的.3.纸带的选取原则

.预习思考

1.在实验中，下列关于测量点间时间间隔的说法正确的是（）A.每隔四个点取一个测量点，则测量点间的时间间隔为0.1秒 B.每隔四个点取一个测量点，则测量点间的时间间隔为0.08秒 C.每五个点取一个测量点，则测量点间的时间间隔为0.10秒 D.每五个点取一个测量点，则测量点间的时间间隔为0.12秒

2.在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下述测量每相邻两计数点间距离的方法，正确的是（）

A．当两个计数点间的距离较大时，可以用短尺把它分段测量 B.当某两个计数点间的距离较小时，可以用短尺一次把它测完

C．测量每两个相邻计数点间的距离，应该用带有毫米刻度的长尺的零刻度对准起点，读出各记数点对应的刻度值，然后逐一相减，得出每两个计数点间距离的数值 D.分别逐个测出每两个计数点间的距离，这样便于记录 3.在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列关于作v-t图像的说法中，正确的是（）

A.只要确定了v-t图像中的两点，就可以得到小车运动的v-t图像，因此，实验只需要测出两组数据

B.作v-t图像是，所取的点越多，图像就越准确

C.作出的v-t图像应该通过所有的点，图线曲折也可以 D.对于偏离直线较远的点，说明误差太大，应舍去 4.下列关于计数点的说法中，不正确的是（）A．相邻计数点间的时间间隔相等

B．计数点进行测量计算，既方便又可减少误差 C．相邻计数点间的距离应当相等

D．计数点是从计时器打出的实际点选出来的，相邻计数点间点痕的个数相等知识归纳

1、实验目的

(1)练习使用打点计时器。（2）利用打上点的纸带研究小车的运动情况，分析小车的速度是怎样随时间变化的。

2、实验原理

（1）电磁打点计时器的使用：把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，当接通4—6V低压交流电源时，位于振片一点的振针就跟着上下振动而打点。这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列点，这样通过研究纸带上点的时间间隔和位移大小来确定小车的运动情况。

（2）v-t图像法：根据上一章的方法算出纸带上各记数点的速度，即把包含记数点一段间隔x的平均速度v计算出来，用这个平均速度代表纸带经过记数点时的瞬时速度，根据各个记数点的瞬时速度，再作出v-t图像，分析v-t的关系。

3、实验器材

（1）打点计时器（2）附有滑轮的长木板（3）小车（4）带小钩的直线（5）25g的钩码4个（6）纸带（7）刻度尺（8）学生电源、导线 4.实验步骤

（1）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，下边挂上等量的钩码，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，换上新的纸带，重复实验三次。

（4）从三条纸带中选出一条比较理想的，舍掉开头有些比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个适当的点看做开始点，为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间作为时间单位。而用每打五次点的时间作为时间单位，就是T=5*0.02s=0.1s。在选好的开始点下面标明A,在第六个点的下面标B,在第十一个点的下面标C，以此类推，A、B、C、D...叫做记数点，两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3„

（5）测出六段位移x1、x2、x3、x4、x5、x6的长度，把测量的数据计入表中。

（6）以t为横轴，v为纵轴，在v-t图像中妙处这些记数点的坐标，然后用一条直线拟合这些点，画直线时要使它两侧的点数大致相同。

（7）改变钩码个数，用不同的力拉小车重复上述（2）至（6）的实验步骤，得到小车在受不同力的情况下v-t图像。典例剖析

例1 在探究小车速度随时间变化规律的实验中，按照实验先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上

把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 A.把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端，并连好电路 B.换上新的纸带，再重做两次

C.把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面

D.使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动 E.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码 F.断开电源，取出纸带

跟踪训练1 在实验过程中，对于减小实验误差，下列方法中有益的是（）A.选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位 B.使小车运动的加速度尽量小些

C.舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算 D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验知识点二

处理数据的方法

1.如何由实验得出的v-t图像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探究：

一是通过直接分析图像的特点得到。小车运动的v-t图像是一条倾斜的直线，那么当时间增加相同的值，速度也增加相同的值，也就得出结论：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分析研究，既然小车的v-t图像是一条倾斜的直线，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变化。

跟踪训练2 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得：s1=1.40 cm s2=1.90 cm，s3=2.38 cm，s4= 2.88 cm，s5=3.39 cm，s6=3.87 cm。那么：

（1）在计时器打出点1、2、3、4、5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）在平面直角坐标系中作出速度—时间图象。

（3）分析（说明）小车运动速度随时间变化的规律。

五、课堂小结

1、因为打点计时器所打纸带记录了物体在一系列不同时刻的位置，所以通过纸带分析可得到物体的运动规律，画出v-t图像，分析图像得出结论。

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。

同步练习

1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，对于减小实验误差来说，下列方法中有益的是（）A.选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位 B.使小车运动的加速度尽量小些

C.舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分测量、计算 D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验

2.关于“探究小车速度随时间变化规律”的实验操作，下列说法错误的是（）A.长木板不能侧向倾斜，也不能一端搞一端低 B.在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上

C.应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车 D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动

3．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是（）A．长木板一定要水平摆放，不能一端高一端低 B．使小车速度的变化尽可能快一些

C．使用刻度尺测量长度时，要读到最小刻度的下一位 D．作v-t图时，所描曲线必须经过每一个点

4．如图所示为某次实验中打出的一条经过处理后的纸带，图中O为小车运动的起始点，A为所选取的第一个计数点，O点到A点之间有部分点不清晰，相邻两个记数点之间有4个点未画出，电源频率为50Hz，用毫米刻度尺测量后可直接算出（）

A．从O点到F点运动的时间

B．从A点到F点运动的平均速度 C．C点时的瞬时速度vC

D．G点时的瞬时速度vG

5.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。（１）根据纸带上的数据，计算B、C、D各点的速度，填入表中。（２）在坐标纸上作出小车的v-t图象。

篇3：1 实验：探究小车速度随时间变化的规律教学设计教案

现有这样一道题:一个物体自静止开始沿直线运动, 在第一个T (T是打点计时器每打五个点所用的时间, 也就是T=0.02秒×5=0.1秒) 、第二个T、第三个T内……, 通过的距离分别是1厘米、2厘米、3厘米……, 问这个物体是否作匀变速直线运动?

【解答一】根据关系式“△S=aT2”, 由于物体在连续相等的时间内位移之差相等, 即△S1=△S2=△S3……, 可以判断这个物体作匀变速运动。

【解答二】根据初速度为零的匀变速运动的公式SⅠ∶SⅡ∶SⅢ……=1∶3∶5……来分析, 由于物体连续相等的时间内, 位移之比不是从1开始的连续奇数之比, 可以判断这个物体不是作匀变速直线运动。

显然, 第一种解法是错误的, 第二种解法是正确的, 该物体不是作匀变速直线运动。那我们就会提出这样一些问题:

(1) 为什么应用研究匀变速直线运动的基本公式“△S=aT2”不能判断这个物体的运动性质?

(2) 应用“△S=aT2”是否还存在前提条件?

(3) 判断匀变速直线运动的充分必要条件是什么?

上述题目中的运动物体, 如果不是从静止开始运动, 所给出的数据在连续相等的时间T内, △S=恒量, 是可以判断这个物体做匀变速直线运动的。可见初速度为零的匀变速直线运动与初速度不为零的匀变速直线运动的判断公式是有区别的。为了阐明这个问题, 必须回顾一下“△S=aT2”公式的推导过程。

设匀变速直线运动的物体, 在t=0时刻, 初速度为v0, 加速度为a, 在连续相等的时间T里的位移分别是S1、S2和S3……, 则有

由前两式可得:

再由相邻的两式相减得:

△S=S2-S1=S3-S2=……=Sn-Sn-1=aT2

以上第一式为必备的初始条件, 第二式为在初始条件下遵循的规律, 在应用时需要引起注意。

对于初速度为零的匀变速直线运动, 这个关系式又怎样呢?设在T=0时刻, 物体位移S0=0, 初速度v0=0, 而加速度为a, 根据位移时间关系和速度时间关系得:

同样相邻的两式相减得:

由于所取的时间间隔是任意的, 所以必有

这是初速度为零的匀变速直线运动必须满足的另一条件。

由以上过程可知, 由于△S=aT2是由匀变速直线运动的位移时间关系和速度时间关系推导出来的, 凡匀变速直线运动一定符合这个关系式。反之, 在任意连续相等的时间内, △S相等, 也可以判断这个运动是匀变速直线运动。这里“任意”一词是很重要的。也就是说, 凡符合△S=aT2的物体的运动, 不一定都是匀变速直线运动。判别式△S=aT2和其他物理公式一样有一定的适用范围, 一般适用于连续相等的时间间隔T足够小 (根据实验要求的精度确定) 的情形。若T较大, 可能出现的误差也较大;若T太大, 那么每个太大的时间间隔内的运动将会是非常复杂的, 判别式也将失去意义。

综上所述, 普通高中课程标准实验教科书《物理必修1》 (人教版) , 第一章第二节“探究小车速度随时间变化的规律”中, 利用打点计时器所打纸带测量的原始实验数据, 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系, 根据所测数据, 在直角坐标系中描点;观察描出的几个点, 如果大致落在一条直线上, 可以认为在实验误差很小的情况下, 这些点的连线是一条直线;用一条平滑的直线把这些点连接起来, 得到小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线 (如图1) 。说明小车做速度均匀增加的变速直线运动, 直线的斜率k数值上等于小车运动的加速度a。这样的处理是比较科学合理的。

当然, 如果认为打点计时器打出的纸带中所取的时间间隔已足够小, 判别式△S=aT2成立, 根据判别式判断出小车做匀变速运动的情况下, 除了用逐差法外, 也可以利用图像来进行数据的处理。

如图2为某次实验用打点计时器记录的纸带, 图中O点为纸带的第一个点, 然后每打五个点取一个计数点。

测量A、B、C、D、E、F、G计数点到O点的距离, 分别计为:s1、s2、s3、s4、s5、s6。分别计算出s1、s2、s3、s4、s5、s6与所对应的时间的比值。然后, 以s/t为纵坐标、t为横坐标, 标出s/t与对应的时间t的坐标点, 由匀变速直线运动的位移时间关系:

由上式可知图像应为一条倾斜的直线, 故将标出的坐标点用一条平滑的直线连接起来即可得到图像, 如图3所示。

篇4：1 实验：探究小车速度随时间变化的规律教学设计教案

关键词：小车速度随时间变化实验方案改进措施

一、引言

在高中物理的整个学习过程中，力学一方面是其中最重要也是最难以理解的内容之一，另一方面，力学的内容又贯穿后续的学习过程，是考试的重点，因此采用实验的方法对于掌握好力学知识至关重要。高中生应当清楚地认识到物理实验对于深入学习和理解新知识的重要意义，在实验操作过程中提高自身的动手能力，培养自身的科学素养，达到较好的学习效果。下面以“小车速度随时间变化”为例，从不同方面对该实验方案提出自己的改进措施。

二、“小车速度随时间变化”实验前的改进

（一）“小车速度随时间变化”实验前的改进

在学生的观念里，物理课程的重点在于课堂上教师的知识讲解及课后的习题练习，对待物理实验通常不大上心，但实际上，物理实验的作用不仅仅是为了完成课程任务，因此要想在物理实验课程上能够颇有收获，首先要做到的是必须端正自己对物理实验课程的认识，在端正认识的前提下才能让自己更投入。其次，对于实验中所使用的实验器材需要有所了解，在“小车速度随时间变化”的实验中用到的实验器材有小车、打点计时器、细绳、砝码、一端带有滑轮的长木板、刻度尺、纸带等，其中打点计时器作为其中重要的实验仪器，实验之前对其工作原理和工作方式进行了解，对于实验结果的理解非常有帮助。然后，对于课本中给出的实验方案也需要提前进行预习，对实验数据的记录、实验步骤等内容提前了解，这样在实验过程中才能做到胸有成竹。最后，实验前进行一些思考，为自己设置一些问题能够帮助自身加深对实验的理解、发散思维，比如重物质量的变化是否对小车速度随时间的变化规律有影响，实验数据的处理能不能有更简单的方法等。

（二）“小车速度随时间变化”实验过程的改进

图1所示的是该实验的装置，具体步骤是，先将带滑轮的长木板放置在桌上，保证滑轮一端超出桌子边缘，打点计时器则固定在长木板的另一端，再把电路部分完成；接着，将细绳的一头绑住小车，另一头则挂上砝码，并且细绳要跨在轮滑上，纸带一头要穿过打点计时器，另一头与小车相连；然后，将小车放置在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车在砝码质量作用力下拉着纸带一起运动，打点计时器在纸带上留下小点；最后，将以上步骤重复实验两次，再增减使用砝码的重量，按以上步骤重复两次实验。

图1 “小车速度随时间变化”实验装置

在自身实验的过程中发现，虽然按照以上步骤进行操作，但是仍然出现了一些问题：小车运动过程中卡壳、摇晃、不流畅，无法得到有效的实验数据；纸带上的点过密或者个数太少；纸带上的点间距变化不规律，等等，通过反复的实验、分析、故障排查，在“小车速度随时间变化”的实验过程中，还需要做以下方面的改进以提高实验结果的有效性和准确性。

第一，在将打点计时器纸带限位器固定在长木板上之前，必须保证二者在纵轴位置平齐，使得滑轮、细绳、小车、纸带处于同一条直线位置上，避免在小车运动过程中由于实验器材的位置不对齐产生多余的摩擦外力导致小车卡壳、摇晃、运动流畅。此外，为避免同样的问题，打点计时器、纸带、与长木板也必须保证平齐[1]。第二，打点计时器所打的点过密或太疏的直接原因是砝码的重量不合理，砝码数量直接影响小车受到的牵引力的大小，牵引力大，纸带上的点太少，牵引力小，纸带上的点过密，这些对实验分析都产生不良影响。因此，在实验中必须选择合适的砝码个数，质量控制在100克以内为宜，或者由于单个砝码的质量是固定的，不宜控制小车拉力，可以采用将砝码用塑料小桶和细沙代替，小桶与细沙的质量可以通过电子秤测量得到，这样更方便小车拉力大小的控制。第三，滑轮的高度也必须加以控制，当细绳跨过时细绳与长木板保持平行时最佳，还可以将打点计时器一端稍微抬高，使轻推小车时，小车可以平稳运行，这样做的是为了消除小车在运行中受到的摩擦阻力，保证实验结果的准确性。

（三）“小车速度随时间变化”实验数据处理的改进

在实验数据处理时，往往是将获得的纸带舍去开头的密集点的部分，然后确定一个起点，以五个点的时间间隔为单位时间，测量每五个点之间的距离S■，S■，S■……再计算出v的值，从而做出v-t图，最终得到小车速度随时间变化的规律。

这种数据处理方式明显存在误差：其一，在测量过程中会产生测量误差；其二，在计算v的过程中，容易出现计算错误，此外，还有计算结果舍去的误差；其三，在作v-t图像时，作图的能力的差异将产生误差。这些误差逐层累积，最终导致v-t图像并非预期的那样是一条严格的直线，为此，采用粘纸带的数据处理方法进行代替。

选取合适的一段纸带，将纸带每隔0.1s剪断，打点计时器所打的点都保留在纸条的同一侧，便得到若干条相同时间间隔的短纸带，然后将这些纸带并排贴在纸上，在贴的过程中，纸条不带点的一端对齐，作为v-t图像的时间轴，标明时间刻度，纸条的另一端的中间位置上有打的点，将这些点连接起来，就得到了所求的v-t图像，如图2所示。

图2 粘纸带方法得到的图像

该处理方法的依据是很短时间某点的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，v-t图体现的是每段时间中点时的速度与时间的关系，为了结果更精确，可以在所打的纸带上每隔6个点取一个计数点，也就是说每隔0.12s剪断纸带，这样更方便标注出每一段纸带上的中间点，再按上面的步骤处理，最后连接的是中间点，最终得到每隔0.06s的速度和时间的关系[2]。

三、结语

通过在实验过程中认真思考，发现问题，解决问题，不断改进和完善实验方案，提高了实验的准确性和有效性，对于相关知识点的理解和科学研究能力都有很大促进作用。

参考文献：

[1]吴好.实验：探究小车速度随时间变化的规律[J].新高考（高一物理），2014（8）.

篇5：1 实验：探究小车速度随时间变化的规律教学设计教案

1.教学目标

1、知识与技能

（1）会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；（2）学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。

2、过程与方法

通过用纸带与打点计时器来探究功与物体速度相关量变化的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。

3、情感态度与价值观

体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学理念。

2.教学重点/难点

教学重点：学习探究功与物体速度变化的关系的物理方法――倍增法，并会利用图像法处理数据。

教学难点：实验数据的处理方法――图像法。

3.教学用具

多媒体、板书

4.标签

教学过程

一、实验目的

1．通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系． 2．体会探究过程和所用的方法．

二、实验原理

让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增加，使拉小车的橡皮筋的条数由1条变为2条、3条……则橡皮筋对小车做的功为W、2W、3W、……通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次实验结束时小车的速度，最后分析每次做的功与速度的关系，总结出功与速度的关系．

三、实验器材

木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、低压交流电源、纸带、刻度尺等.四、实验步骤

1．按如图所示安装好实验仪器．

2．平衡摩擦力：将安装有打点计时器的长木板的一端垫起，纸带穿过打点计时器，不挂橡皮筋，接通电源，轻推小车，打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点．

3．第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋弹力对小车做功为W，并将得到的数据记入表格．

4．换用2条、3条、4条……同样的橡皮筋做实验，并使橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同，测出速度为v2、v3、v4、……橡皮筋对小车做功分别为2W、3W、4W、……将数据记入表格．

5．分析数据，尝试做W－v、W－v2等图象，探究W、v的关系．

五、数据处理

1．速度数值的获得：实验获得的是如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系，需要测量的是弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度．所以，应该在纸带上测量的物理量是图中A1、A3间的距离x，小车此时速度的表达式为v＝2T(x)，其中T是打点计时器的打点周期．即选择相邻距离基本相同的若干点A1、A2、A3、……来计算小车匀速运动时的速度．

六、误差分析

1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做的功与橡皮筋的条数不成正比．

2．误差的另一主要来源是可能没有平衡摩擦力或摩擦力平衡得不合适． 3．利用纸带确定物体的速度时，测量不准也会带来误差．

七、注意事项

1．平衡摩擦力的方法：将木板一端垫高，轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到木板的一个合适的倾角．

2．测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动的． 3．橡皮筋应选规格一样的，力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值．

4．每次释放小车时，都要让它从同一位置由静止开始运动． 5．小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．实验探究

一、实验原理及注意事项例：用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系．实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮筋弹力的作用下被弹出，沿木板滑行．小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带，记录其运动情况．观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：

（1）适当垫高木板是为了________．

（2）通过纸带求小车速度时，应使用纸带的________(选填“全部”“前面部分”或“后面部分”)．

（3）若实验做了n次，所用橡皮筋分别为1根、2根…n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2…vn，用W表示橡皮筋对小车所做的功，作出的Wv2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是____________________________________.【解析】

（1）为使橡皮筋对小车做的功等于合力对小车做的功，需利用小车重力沿木板方向的分力平衡摩擦力．

（2）实验中需要求橡皮筋做功后小车获得的速度，所以应用纸带的后面部分．（3）“过原点的直线”意味着纵横坐标轴对应的两个量成正比关系．

【答案】（1）平衡摩擦力（2）后面部分（3）W与速度v的平方成正比实验探究

二、图象法处理实验数据

例：在“探究功与速度变化的关系”实验中得到甲、乙两组数据(说明：小车质量为300 g，小车受力的位移为19 cm，使用的橡皮筋由1根增至6根，每次增加1根)：

试根据以下数据分别在图中画出Wv图、Wv2图．

由此可得出结论：_______________________________.【解析】分析数据描点可作图(如图甲、乙所示)：

由此可得出结论：外力做的功与速度的平方成正比．【答案】见解析规律总结

1．用图象处理数据，比直接寻找W和v的关系更形象、直观．

2．画图线时应画成平滑的曲线，不能连成折线；在画直线时尽可能使点落在直线上，不能落在直线上的点应均匀分布在直线的两侧．

实验探究

三、实验创新探究

例：某同学在“探究功与速度变化的关系”实验中，设计了如图甲所示的实验．将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器．先用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方．然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点．得到的纸带如图乙所示．O点为计时器打下的第1个点．该同学对数据进行了下列处理：取OA＝AB＝BC，并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为vA＝0.12 m/s，vB＝0.17 m/s，vC＝0.21 m/s.【答案】见解析

课堂小结

一、实验目的

1．通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系． 2．体会探究过程和所用的方法．

二、实验原理让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增加，使拉小车的橡皮筋的条数由1条变为2条、3条……则橡皮筋对小车做的功为W、2W、3W、……通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次实验结束时小车的速度，最后分析每次做的功与速度的关系，总结出功与速度的关系．

三、实验器材

木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、低压交流电源、纸带、刻度尺等.四、实验步骤

1．按如图所示安装好实验仪器． 2．平衡摩擦力

3．第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋弹力对小车做功为W，并将得到的数据记入表格．

5．分析数据，尝试做W－v、W－v2等图象，探究W、v的关系．

五、数据处理处理方法

六、误差分析误差的来与

七、注意事项