《科学测量：做直线运动物体的瞬时速度 第1课时》教学设计【物理鲁科版高中必修第一册(新课标)】
科学测量：做直线运动物体的瞬时速度+课件高一上学期物理鲁科版(2019)必修第一册
判断小车沿斜面下滑是
否做匀变速直线运动；
学习使用打点计时器
数据分析
瞬时速度的计
算：用相邻两
点间的平均速
度代替
数据分析
3 − 1
=
2
数据分析
加速度的计算：
用逐差法
（∆ = 2 ）
计算
数据分析
(4 −2 ) − 2
=
4 2
课堂小结
工作原理
打点计时器
第二章 匀变速直线运动
第4节 科学测量：
做直线运动物体的瞬时速度
旧知回顾
匀变速直线运动的速度公式？
= +
匀变速直线运动的位移公式？
1 2
= 0 +
2
如何测量物体的体运动的平均速度？
先测出运动的位移和时间，
再由ҧ = 计算平均速度
接通电源后，振针以0.02s的周
期振动，当纸带在运动物体的
带动下运动时，上下振动的振
针便通过复写纸在纸带上留下
一系列小点。任意相邻两点对
应间隔的时间均为0.02s，两点
间距离可用刻度尺测出，由此
可获知物体运动的速度等信息。
电磁打点计时器
还可用频闪照相技术来记录物
体运动的时间和位移
利用频闪灯每隔相等时间闪光
科学测量：
做直线运动
物体的瞬时
速度
分类
频闪照相
速度的计算
纸带数据处理
加速度的计算
一次的特点，可得物体运动间
隔相等时间的频闪照片，这些
照片能反映出该物体每隔相等
时间所到达的位置信息。
相机频闪灯
电火花打点计时器原理与
高中物理第2章匀变速直线运动第4节科学测量做直线运动物体的瞬时速度课件鲁科版必修1
vB= =0.400
2
m/s,F 点的速度
vF= =0.721
2
m/s。
(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图像如图所示。
(3)由图像可知,加速度
Δ
a=
Δ
=
0.721-0.320
0.5
m/s2=0.80 m/s2。
(4)图像的纵轴截距表示A点的速度,vA=0.32 m/s。
4 +5
v5=
=31.50
2
2 +3
cm/s,v3= 2 =21.50
3 +4
cm/s,v4= 2 =26.50
cm/s,
cm/s。
(2)如图所示。
(3)由图像的斜率可得
Δ
a=k=
Δ
=
31.50-16.50
×10-2
0.4-0.1
m/s2=0.50 m/s2。
规律方法
求直线的斜率大小时,(1)应在直线上选择相距较远的两个点;(2)
1.实验目的
(1)测量小车的瞬时速度、加速度;
(2)判断沿斜面下滑的小车是否做匀变速直线运动;
(3)学习使用打点计时器。
2.实验器材
电磁打点计时器(或电火花打点计时器)、低压交流电源(或220 V交流电
源)、纸带、长木板(或轨道)、U形夹、小车、毫米刻度尺、钩码。
3.实验原理与设计
(1)计时点与计数点
学习目标
1.了解两种打点计时器的结构和工作原理,
会正确使用打点计时器。(科学探究)
2.能根据纸带上的数据判断物体的运动性
质,测量物体的速度、加速度。(科学探究)
3.掌握描点画图像的方法,会根据画出的vt图像判断运动性质,并求加速度。(科学
鲁科版高中物理必修一 (实验中的误差和有效数字)(科学测量：做直线运动物体的瞬时速度)匀变速直线运动
实验原理 在纸带上，选取便于测量的某点作为计时的起点，记为点 0，依 次向后每 5 个点选取一个计数点，分别记为 1,2，3，…，用刻 度尺量出相邻计数点间的长度，分别记为 s1，s2，s3，…，则相 邻计数点间的时间间隔 T＝5×0.02 s＝0.10 s，根据中间时刻的 瞬时速度等于这段时间的平均速度可得：v1＝s12＋Ts2，v2＝s22＋Ts3， v3＝s32＋Ts4，…，根据各点的瞬时速度及对应时间，画出 v-t 图像， 根据图像可求出小车的加速度。
实验步骤 1．将打点计时器固定在长木板的一端，并用垫片垫高此端，使
木板倾斜形成斜面。 2．连接好打点计时器的电路(注意此过程中要断开开关)，将纸带
穿过打点计时器，连接在小车后面，并使小车靠近打点计时器。 3．闭合电路开关，稍后(打点稳定后)释放小车，待小车滑到斜
面底端时止住小车，关闭电源。 4．更换纸带，重复操作三次。 5．选择一条点迹最清晰的纸带，舍掉开头一些过于密集的点，
C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离 Δs。 D．切断电源，取下纸带，如果共有 n 个清晰的点且打点间隔为
0.02 s，则这段纸带记录的时间 Δt＝________。 E．接通电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列
小点。 F．利用公式 v ＝ΔΔst计算纸带运动的平均速度。 实验步骤的合理顺序是__________。
[对点训练] 1．用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。下面是没有按操
作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各 步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序， 将各步骤的字母代号写在空白处。 A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另
一端分别接在低压________(填“交流”或“直流”)电源 的两个接线柱上。 B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过______，并 压在________下面。
高中物理第2章第4节科学测量：做直线运动物体的瞬时速度教案鲁科版必修第一册
第4节 科学测量：做直线运动物体的瞬时速度一、实验目的1．学习使用打点计时器． 2．测量小车的瞬时速度．3．判断沿斜面下滑的小车是否做匀变速直线运动． 4．能利用v －t 图像求加速度． 二、实验器材电磁打点计时器(或电火花打点计时器)、纸带、低压交流电源(或220 V 交流电源)、小车、U 形夹、长木板(或者轨道)、毫米刻度尺．三、实验原理与设计 1．打点计时器及其应用(1)利用平均速度v ＝Δs Δt ，当Δt 很短时，可以近似认为平均速度ΔsΔt 等于t 时刻的瞬时速度，利用速度和时间关系判断物体是否做匀变速直线运动．(2)利用Δs ＝s 2－s 1＝s 3－s 2＝…＝s n －s n －1＝aT 2判断物体是否做匀变速直线运动． 四、实验步骤1．将打点计时器固定在长木板的一端，并用垫片垫高此端，使木板倾斜．2．将长60 cm 左右的纸带一端穿过打点计时器，另一端固定于小车，尽量让小车靠近打点计时器．3．闭合电路开关，稍后释放小车，待小车滑到斜面底端时止住小车，关闭开关，取下纸带．检查点迹．4．选择一条点迹最清晰的纸带，舍掉开头一些过于密集的点，找一适当的点记为点O .在该点后面，依次标出间隔时间相等的计数点1、2、3、4、5、…5．根据打点计时器的周期，计算各计数点到O 点对应的时间t ，测量各计数点与O 点间的距离s ，并将数据填入设计好的表格中．五、数据分析 1．表格法(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开始点，作为计数起始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4、…测量各计数点到0点的距离x ，并记录下来填入表中．(2)123(3)利用v n ＝x n ＋x n ＋12T求得计数点1、2、3、4的瞬时速度，填入上面的表格中． (4)根据表格的数据，分析速度随时间怎样变化． 2．图像法(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点．(2)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，如图所示．(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间变化的规律． (4)这条直线就是本次实验的v －t 图像，它是一条倾斜的直线． 六、误差分析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．取下纸带前，先断开电源．4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集的部分，选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T 的数值．5．要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，在小车到达滑轮前及时用手按住．6．牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小而使各段位移差别不大．7．在坐标纸上画v－t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量占满坐标纸．[学生用书P35]热点一、实验原理与操作某同学按图示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验．(1)图中仪器A叫做__________打点计时器，使用220 V________电源(选填“交流”或“直流”)，释放小车前，小车应停在________(选填“靠近”或“远离”)仪器A的位置．(2)使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有以下基本步骤：A．松开纸带让物体带着纸带运动B．穿好纸带C．把计时器固定好D．接通电源，进行打点以上步骤的正确顺序是________．[解析] (1)题图中仪器A叫做电火花打点计时器，使用220 V交流电源，实验过程中，放开小车前，小车要靠近打点计时器；(2)使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，基本步骤为：先把计时器固定好，穿好纸带，再接通电源，进行打点，之后松开纸带让物体带着纸带运动，故正确的顺序是CBDA.[答案] (1)电火花交流靠近(2)CBDA热点二、实验数据处理与误差分析在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，电火花打点计时器使用的交流电源频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图甲所示，在纸带上选择标为0～6的计数点，相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，纸带旁边并排放着毫米刻度尺，零刻度点跟0计数点对齐．(1)请你根据放大的图片计算出打2和4两个计数点时的速度v2＝________ m/s、v4＝________m/s(均保留2位有效数字)，已知v1＝0.15 m/s，v3＝0.22 m/s，v5＝0.39 m/s，请根据数据在图乙上作v－t图．(2)电源频率低于50 Hz时，若仍按照50 Hz计算，则测出的速度值将比真实值________(选填“大”或“小”)．[解析] (1)v 2＝s 132T ＝（5.40－1.20）×10－22×0.1 m/s ＝0.21 m/sv 4＝s 352T ＝（12.00－5.40）×10－22×0.1m/s ＝0.33 m/s根据各速度值作v －t 图如图所示(2)当电源的频率为50 Hz 时，打点计时器每隔0.02 s 打一个点；当交流电源的频率低于50 Hz 时，打点的时间间隔将大于0.02 s ，若计算速度时仍按0.02 s 计算，由v －＝ΔxΔt 可得，测出的速度值大于真实值．[答案] (1)0.21 0.33 v －t 图见解析 (2)大 热点三、实验拓展创新一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号．如图甲所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻．摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同，小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v 1＝0，v 2＝0.06 m/s ，v 3＝________m/s ，v 4＝0.18 m/s ，v 5＝________m/s.在图乙所示的坐标纸上作出小球的速度—时间图像(保留描点痕迹)．[解析] 如题图所示，s 1＋s 2＝0.06 m ，而v 2＝0.062T m/s ＝0.06 m/s ，故T ＝0.5 s ，则v 3＝s 2＋s 32T ＝0.122×0.5m/s ＝0.12 m/s 又s 4＋s 5＝0.24 m ，则v 5＝s 4＋s 52T ＝0.242×0.5m/s ＝0.24 m/s.其v －t 图像如图所示．[答案] 0.12 0.24 图见解析[学生用书P36]1．(2019·梁河县校级期中)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是( )A ．小车在钩码的牵引下运动时只需打一条纸带，然后进行数据处理B ．为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为第一个测量点C ．为了便于测量，应舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点D ．两相邻测量点间的时间间隔必须是0.1 s解析：选C.小车在钩码的牵引下运动时，应打出多条纸带，进行数据处理，有利于减小误差，故A错误；纸带上开始时密集的点，点距过小，测量误差较大，故应舍去，找一个适当的点作为计时起点，故B错误，C正确；选取计数点，可增加测量距离，减小测量过程所产生的误差，两相邻测量点间的时间间隔不一定取0.1 s，故D错误．2．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法不正确的是( )A．纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点B．使用刻度尺测量长度时，要进行估读C．作v－t图像时，所描曲线必须经过每一个点D．在数据处理时，常用公式法和图像法解析：选C.实验中可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点，A对；使用刻度尺测量长度时，要进行估读，B对；作v－t图像时，应使尽量多的点落在线上，离线较远的点舍弃，C错；处理数据时，常选择公式法和图像法，D对．3．如图甲所示为一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔T＝0.1 s.(1)在图乙所示的坐标系中作出小车的v－t图线．(2)将图线延长与纵轴相交，交点的速度大小是________cm/s，此速度的物理意义是________．(3)小车的加速度为________．(保留3位有效数字)解析：(1)根据图中数据计算出各点的速度，然后描点连线作出图像，如图所示．(2)从图像上可以看出，将图线延长与纵轴相交，交点的速度大小是11.50 cm/s，此速度的物理意义是表示A点的瞬时速度．(3)在v－t图像中的斜率大小表示加速度的大小，求得加速度a＝0.495 m/s2.答案：(1)见解析图(2)11.50 表示A点的瞬时速度(3)0.495 m/s24．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点周期为0.02 s的打点计时器记录小车做匀变速直线运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着分度值为毫米的刻度尺，零刻度线跟“0”计数点对齐．由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离d1、d2、d3.(1)读出距离：d1＝1.20 cm，d2＝________cm，d3＝________cm；(2)计算小车通过计数点“2”时的瞬时速度v 2＝________m/s ；(结果保留两位有效数字) (3)小车的加速度大小a ＝________m/s 2.(结果保留两位有效数字) 解析：(1)由题图可知d 2＝5.40 cm ，d 3＝12.00 cm.(2)小车通过计数点“2”的瞬时速度可用“1”“3”间的平均速度表示，则v 2＝d 2－d 110×0.02 s＝0.21 m/s.(3)小车通过计数点“4”的瞬时速度v 4＝d 3－d 210×0.02 s＝0.33 m/s ，则小车加速度大小a＝vΔt ＝v 4－v 210×0.02 s＝0.60 m/s 2. 答案：(1)5.40 12.00 (2)0.21 (3)0.605．(2019·东北师大附中高一月考)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中： (1)实验提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计．其中在本实验中不需要的器材是____________．(2)如图甲所示是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T ＝0.02 s ，则相邻两个计数点间的时间间隔为______s ．其中x 1＝7.05 cm 、x 2＝7.68 cm 、x 3＝8.33 cm 、x 4＝8.95 cm 、x 5＝9.61 cm 、x 6＝10.26 cm.下表列出了打点计时器打下B 、C 、E 、F 点时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D 点时小车的瞬时速度．(3)以A (4)计算出的小车的加速度a ＝________m/s 2.解析：(1)本实验中不需要测量力的大小，因此不需要的器材是弹簧测力计．(2)相邻两个计数点间的时间间隔为0.10 s ．根据某点的瞬时速度可用该点前后一段时间内的平均速度来代替知：v D ＝x 3＋x 42×5T ＝0.083 3＋0.089 52×0.1m/s ＝0.864 m/s.(3)小车的速度－时间关系图线如图所示．(4)在v －t 图像中，图线的斜率表示加速度，则a ＝Δv Δt ＝(0.64±0.01)m/s 2.答案：(1)弹簧测力计 (2)0.10 0.864 (3)见解析图 (4)0.64±0.016．(2019·宁波高一检测) 如图甲所示，用打点计时器记录小车的运动情况．小车开始在水平玻璃板上运动，后来在薄布面上做减速运动．所打出的纸带及相邻两点间的距离(单位：cm)如图乙所示，纸带上相邻两点间对应的时间间隔为0.02 s ．试用作图法(v －t 图像)求出小车在玻璃板上的运动速度．解析：设对应点1、2、3、4、5的瞬时速度分别为v 1、v 2、v 3、v 4、v 5，则有v 1＝1.6＋1.40.04cm/s ＝75 cm/s ＝0.75 m/s ， v 2＝1.4＋1.20.04cm/s ＝65 cm/s ＝0.65 m/s ， v 3＝1.2＋1.00.04cm/s ＝55 cm/s ＝0.55 m/s ， v 4＝1.0＋0.80.04cm/s ＝45 cm/s ＝0.45 m/s ， v 5＝0.8＋0.60.04cm/s ＝35 cm/s ＝0.35 m/s ， 以速度为纵坐标，以时间为横坐标建立直角坐标系．用描点法作出小车在薄布上做减速运动时的v －t 图像．将图像延长，使其与纵轴相交，如图所示．由图像可知，小车做减速运动的初速度为0.85 m/s ，即为小车在玻璃板上的运动速度．答案：0.85 m/s 7.做变速运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率是50 Hz.由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按如图所示，每一段纸带的一端与x 轴相重合，左边与y 轴平行，将纸带贴在坐标系中．(1)本实验中运动的小车，相邻相等时间内位移存在某种关系，请你仔细研究图像，找出这一关系；(2)设Δt ＝0.1 s ，请作出小车的v －t 图像； (3)根据图像求出其加速度大小．解析：(1)横坐标中的1、2、3、4、5、6分别表示连续相等时间T ＝0.1 s 内的6段纸带，而纵坐标表示这6段纸带的位移大小，分别设为x 1、x 2、…、x 6.仔细观察可得：x 2－x 1＝8 mm ，x 3－x 2＝7 mm ，x 4－x 3＝8 mm ，x 5－x 4＝8 mm ，x 6－x 5＝8 mm可见在实验误差允许的范围内，此车在相邻相等的时间内的位移之差都是相等的． (2)设想将这6段纸带连接起来，并将每段纸带的上端作为计数点的位置，分别为A 、B 、C 、D 、E 、F ，则A 点的速度v A ＝22.5＋30.52×0.1mm/s ＝265 mm/s ＝0.265 m/s.同理可求得v B ＝0.340 m/s ，v C ＝0.415 m/s ，v D ＝0.495 m/s ，v E ＝0.575 m/s. 在v －t 图像中描出A 、B 、C 、D 、E 各点，拟合得到直线，如图所示． (3)由v －t 图像可知，其加速度大小等于直线的斜率的大小，约为0.80 m/s 2.答案：(1)在实验误差允许的范围内，此车在相邻相等的时间内的位移之差都是相等的 (2)见解析图(3)0.80 m/s 2。
鲁科版(2019版)必修124科学测量：做直线运动物体的瞬时速度课件
5、注意事项
（1）固定打点计时器时，应注意使两限位孔和小车运动轨迹在 同一直线上。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）实验中“接通电源”和“释放小车” 两步应先接通电源,打 点稳定后释放小车；打点结束后立即关闭电源，再将纸带取下。
（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。
s6
3
如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点，S1、S2、S3…… 为相邻两计数点之间的距离，若△S= S2－S1=……=C（常数），即若两 连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动
为匀变速运动。
如何根据纸带求小车的加速度？
下列哪种方法更好？ A：
• （2）关系式：
△x ＝？
疏密与 速度的
关系
△t ＝？
• 如何测出E点的瞬时速度？
头脑风暴
D
F
D
F
DF
原则：准确性 可行性
三 `测瞬时速度
• 1、测量原理 • 2、测量几个时刻的瞬时速度
看书并回答： 哪几个时刻？如何确定？为何这样定？ 如何设计表格？
△x0 △x1
△x2
0
1
2
△x3
3
为了解某同学竞走的加速过程，老师让他拿着底部穿孔、滴水 比较均匀的饮料瓶竞走，然后通过留在地上的水印分析他的速 度变化情况。请大家试一试，并说明其中的道理。
第4节 科学测量： 做直线运动物体的瞬时速度
一、运动时间和位移的记录
• 电磁打点计时器
电火花计时器
科学测量：做直线运动物体的瞬时速度课件 (一)
科学测量：做直线运动物体的瞬时速度课件(一)科学测量是物理学的重要组成部分，它贯穿于物理学的各个方面。
今天，我们将会介绍一种科学测量方法：做直线运动物体的瞬时速度课件。
一、瞬时速度的概念在研究物体的运动时，我们通常需要用到速度这一量来描述物体运动。
而速度是一个向量，它既有大小（称为速率），又有方向。
当物体运动时，它的速度并不是恒定不变的，它可以随时间改变而改变。
因此，我们要引入“瞬时速度”这个概念。
瞬时速度指的是物体某一时刻的实际速度，也就是物体在这个瞬间的瞬时速率。
因为瞬时速度只考虑了一个瞬间，所以它是一个标量，没有方向。
二、做瞬时速度的课件为了方便学生学习，我们可以采用课件的方式来教授瞬时速度的概念和测量方法。
下面是一份简单的课件，供大家参考。
1.开始界面首先，我们需要给学生呈现一个简单的开始界面，用来引导学生进入瞬时速度的学习。
这个开始界面可以包括一些图像和文字，让学生感到浓厚的学习氛围。
2.介绍运动和速度接下来，我们需要介绍运动和速度这两个概念。
我们可以用图像或动画来生动地展示这些概念的本质。
同时，我们也需要让学生了解瞬时速度这个概念的重要性。
3.实验演示在介绍完概念之后，我们需要展示实验演示。
我们可以通过视频或者实际演示来展示这个过程。
在实验演示中，我们可以让学生通过测量物体的位移和时间，来计算物体的瞬时速度。
这个实验可以是一个简单的车辆运动实验，或者是一个自由落体实验，具体选择应该根据教学内容的需要来确定。
4.小测验为了检验学生对瞬时速度概念的掌握程度，我们可以设置一些小测验。
这些小测验可以是选择题、填空题、判断题等。
通过小测验，我们可以发现学生对瞬时速度的理解是否深入、是否准确及其测量方法是否掌握熟练。
5.总结界面最后，我们需要给学生一个总结界面，让他们对整个学习过程有一个全面的认识。
这个总结界面可以包括一些关键点的再现、问题的解答以及背景知识的补充等等。
三、总结通过做直线运动物体的瞬时速度课件，可以帮助学生深入理解物理运动的本质，掌握瞬时速度的计算方法，提高学生的实验动手能力及物理知识的掌握能力。
高一物理上册《瞬时速度》教案、教学设计
-建立学习互助小组，促进学生之间的交流与帮助，共同克服学习中的困难。
四、教学内容与过程
（一）导入新课
在导入新课环节，我将通过以下方式激发学生的学习兴趣和思考：
1.生活实例引入：向学生展示一段运动员百米冲刺的视频，引导学生观察运动员在起跑、中途和冲刺阶段的速度变化，并提出问题：“运动员在哪个时刻速度最快？如何准确测量这一时刻的速度？”
（二）过程与方法
1.采用问题驱动的教学方法，引导学生通过观察、思考、讨论的方式主动探究瞬时速度的概念，培养学生自主学习的能力。
2.通过对瞬时速度求解过程的演示和讲解，让学生掌握微积分在物理中的应用，提高学生的数学建模能力。
3.设计丰富的课堂练习，让学生在实践中掌握瞬时速度的计算方法，培养学生解决实际问题的能力。
例如：一辆汽车从静止开始加速，经过一段时间后速度达到30km/h，求汽车在达到该速度瞬间的瞬时加速度。
3.探究性作业：鼓励学生结合课堂所学，自主设计实验或观察，探究某一运动物体的瞬时速度变化规律。要求学生撰写实验报告，包括实验目的、原理、过程、结果和分析等。
4.小组合作课题：布置具有一定难度的课题，要求学生以小组为单位共同完成。课题涉及瞬时速度在实际工程、科研等领域的应用，培养学生的团队协作能力和创新思维。
-在讲解瞬时速度的求解方法时，循序渐进，从直观的几何意义到数学表达式的推导，逐步提升学生的理解能力。
3.教学活动：
-开展课堂实验，如使用小车和计时器测量不同时刻的速度，让学生直观感受瞬时速度的变化。
-设计课堂练习，包括基本概念的选择题和实际问题分析题，巩固学生对瞬时速度的理解。
-安排课后探究任务，如让学生观察并分析日常生活中的瞬时速度现象，提高学生理论联系实际的能力。
科学测量：做直线运动物体的瞬时速度高一物理(鲁科版2019必修第一册)(共23张PPT)
在误差范 围内相等
vB
S2 S3 2T
S1 S2
S3
S4
a
(S4
S3) 4T
(S2
2
S1
)
x 100 % 9.80 9.59 100 % 2.14%
g
9.80
作业 课本P54 4
判断照片中摩托车的三种运动分别属于什么运动？
研究物体运动情况，当缺少相应的实验条件，还可利用“模拟打点计 时器”等简易方法获取位移与时间信息。
按一定间隔的时间（如每秒 １次或每秒 2 次）点击纸带
拿着底部穿孔、滴水比较均 匀的饮料瓶竞走，然后通过 留在地上的水印分析他的速 度变化情况
实验原理与设计
别为：
v1
m/s
v2 m / s
v3 m / s v4 m / s v5 m / s
2、根据v-t 图像判断，小车运动的v-t图
象是一条直线，所以，小车做
直
线运动。
×
× × × ×
讨论
（1）为什么标出计数点时要避开点迹密集部分，从距打点的开始端几厘米处选 择一个点记为点 0 ？选取的计数点间隔的时间越小，平均速度就越接近瞬时速 度，实验误差是否就一定越小？
时器打下点 B 时，重物下落的速度大小是 2.23 m/s，重物下落的
加速度是 9.59 m/s2（结果保留 3 位有效数字）。若用其他更准确
的方法测出重物下落的加速度为 9.80 m/s2 ，则本实验加速度测量
值的相对误差为 2.14% 。
相同时间 相邻位移 差
AB－OA＝1.53cm BC－AB= 1.54cm CD－BC= 1.53cm
t
×
v
×
t
实验步骤
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第4节科学测量：做直线运动物体的瞬
时速度
教学目标
1. 知道打点计时器的结构，理解打点计时器的工作原理，掌握打点计时器的使用方法。
2. 经历完整的实验探究过程，体会科学探究的方法。
3. 初步了解数据拟合在物理中的应用。
4. 在处理数据时体会数形结合的思想在物理学的应用。
教学重难点
教学重点
设计实验过程、处理实验数据、打点计时器的使用
教学难点
设计实验过程、处理实验数据
教学准备
打点计时器（及相配套的电源、复写纸、导线）、轨道、小车、细线、钩码、刻度尺、纸带。
教学过程
新课引入
教师口述：前面我们学习了运动的描述、匀变速直线运动的规律。
请同学们回忆一下这些内容。
教师口述：纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。
前面我们仅是从理论来描述分析物体的运动，现实中的物体的运动是不是这个样子的？我们今天就通过实验来测量物体的速度，并研究相应条件下的速度的变化规律。
讲授新课
一、运动时间和位移的记录
教师活动：展示速度的定义的数学式。
教师设问：根据速度的定义，要得知物体的速度需要先知道物体的位移和发生这段位移所用的时间，这是非常容易理解的。
可问题随之又来了，怎样得知物体的位移和发生这段位移所用的时间呢？
学生活动：学生之间讨论教师所提问题。
教师活动：展示电磁打点计时器的图片，讲解电磁打点计时器的工作原理。
电磁打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器，工作电压为4~6 V，能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点。
当电源频率是50 Hz时，每隔0.02 s 打一次点。
如果把纸带和运动的物体连在一起，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移大小。
而时间可通过两点之间点的个数和打点计时器打点的时间间隔来确定。
教师活动：展示电火花打点计时器的图片，讲解电火花打点计时器的工作原理。
电火花打点计时器的工作原理与电磁打点计时器相同，不过，在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是电火花和墨粉。
还有电火花打点时器的工作电压是市电，即220 V的交流电。
教师活动：安装打点计时器，手拉纸带，演示打点计时器的使用。
教师活动：将所打纸带撕成小段分给学生，让学生观察。
教师活动：讲解打点计时器使用的注意事项。
(1)电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用6 V以下的交流电源；电火花计时器要使用220 V交流电源。
(2)使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带。
(3)使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方。
使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面。
(4)使用电磁打点计时器时，如打出点较轻或是短浅，应调整振针距复写纸的高度。
(5)打点计时器不能连续工作太长时间，打点完毕后应立即关闭电源。
教师活动：再次演示打点计时器的使用，边演示边讲解打点计时器使用的注意事项。
二、测量小车的瞬时速度
2.1 实验目的
教师活动：向学生直接展示实验目的，即研究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律。
2.2 实验原理与实验设计
教师设问：研究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律，应如何设计实验？要测量哪些物理量，如何测量这些物理量？
学生活动：学生之间讨论教师所提问题，然后举手回答。
教师活动：理答。
按：若学生回答的思路不明确，教师可通过一些阶梯型问题作为引导。
如学生不明确测量哪些物理量，就问学生要测量哪些物理量。
若学生不明确如何测量这些物理量，教师设问通过什么器材怎样测量这些物理量。
按：对于学生设计的不使用打点计时器的方案，教师要给出明确的肯定。
教师活动：总结。
2.3 实验器材
教师设问：我们今天使用打点计时器来进行实验，请大家根据刚才的设计来列举实验器材。
学生活动：学生之间讨论教师所提问题，然后举手回答。
教师活动：理答。
按：在学生列举实验器材时，若学生列举的器材不全面，教师可设问没有此器材所带来的问题如何解决。
设计思路：使学生练习通过实验设计或实验原理来列举实验器材的习惯，而不是靠记忆。
2.4 进行实验
师生活动：让学生结合前面使用打点计时器的情况，回顾一下实验的注意事项。
教师活动：讲解实验操作。
（1）装置器材，把小车停在靠近打点计时器的位置。
（2）启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动。
（3）等小车运动至轨道的另一端，立即关闭电源。
（4）增减所挂的钩码（或在小车上放置重物），更换纸带，再做两次实验。
教师活动：强调注意事项。
（1）先接通电源，再施放小车。
（2）打点完毕立即关闭电源。
师生学生：学生开始进行实验，教师巡视并作必要指导。
2.5 处理数据
学生活动：根据纸带上的点迹，计算纸带上打相应点时的瞬时速度。
（1）舍弃纸带开头一些过于密集的点。
（2）可选择一定间隔（如0.1 s）的数据点进行测量，并求出打这些点时的瞬时速度。
（3）对于增减钩码后的两条纸带，重复上面的步骤。
2.6 分析数据
学生活动：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系。
根据所数据处理所得数据在坐标系中描点作出v-t图像。
教师活动：选取部分同学的v-t图像投影展示。
教师设问：请大家思考这些点分布的规律。
教师口述：我们看到，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上。
因此，可以很有把握地认为，如果是理想情况（没有实验误差），代表小车速度与时间关系的点真的能够全部落在一条直线上。
教师活动：讲解用直线拟合数据点的方法。
（1）尽可能多得让数据点落在这条直线上。
（2）舍弃个别的离要作的这条直线较远的点。
（3）若不能让所有的点都落在要作的这条直线上，则这些点平均分布在这条直线的两侧。
教师活动：演示用计算机绘制速度-时间图像。
典题剖析
例1在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学的实验操作步骤如下，试找出其中的错误和遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号G)。
A.拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源
B.将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，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，再断开电源
E.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
F.从所打的纸带中选取理想的纸带进行测量分析
错误和遗漏：
（1）_________________________________________________________________
（2）_________________________________________________________________
（3）G：_______________________________________________________________正确的步骤顺序为：____________________________
答案：（1）A中应先接通电源，再放开纸带
（2）D中应先断开电源，再取下纸带
（3）换上新纸带，重复实验两次
BECADGF
例2在用电火花计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，图甲是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出.(电源频率为50 Hz)
(1)根据运动学有关公式可求得v B＝1.38 m/s，v C＝________ m/s，v D＝3.90 m/s(保留三位有效数字)。
(2)利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车的v－t图象(从打A点时开始计时).利用纸带上的数据求出小车运动的加速度a＝________ m/s2(保留三位有效数字)。
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是0.12 m/s，此交点的物理意义是：___________________________________________。
答案：(1)2.64
(2)12.6
(3)此交点表示A点开始计时时，小车的速度为0.12 m/s。
课堂小结。