变化规律
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2023年2月23日发(作者：无领导小组面试题目)1
实验：探究小车速度随时间变化的规律
备课资源
完成本实验的一些建议：
1.打点计时器纸带限位器要与长木板纵轴位置对齐再固定在长木板上，使纸带、小车、
拉线和定滑轮在一条直线上。小车要选择在木板上运动不跑偏或跑偏较小的车。
2.牵引小车的钩码以100g以内为宜。若用到150g以上，则纸带上打出的点数不能
满足以0.1s为计数点取6组数值的要求。解决办法：
用小沙桶替代钩码。沙桶及沙的质量在40～100g之间取三种不同质量，可用托盘天平
称量沙桶和沙子。若用50g钩码，取至150g时打出的纸带计数点之间的时间间隔可减小
至0．08s或0．06s，可以满足6组以上数据的要求。
为防钩码落地损伤钩码，可在地面铺泡沫塑料垫。小沙桶可选择能装100g以上砂子的
带盖塑料瓶。
3.在小车后面安装纸带的方法如图2-1-1所示。使小车运动时保持纸带与打点计时器
平面、木板平行，减少摩擦力影响。注意调整滑轮高度，使拉车的线与木板平行，减少拉力
的变化。
4.开启电源，待打点计时器工作稳定后释放小车，同时用一只手在定滑轮一端准备接
住小车，防止小车撞击定滑轮，防止小车落地。即使安装了防撞挡板，也要防止小车落地。
关断电源后再取纸带，取下纸带后，将所用钩码质量标注在纸带上，并给纸带编号。
5.纸带上的点先取零点和计数点进行编号再测距离。测量长度时不要用短刻度尺分别
测量相邻两个计数点间的长度，最好用长刻度尺对齐各计数点（不移动尺子）读出各计数点
间长度值，避免测量误差的积累。
6.在坐标纸上画v-t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，使图象分布在坐标平面的
大部分面积。
教学目标
2
一、知识与技能
1.能熟练使用打点计时器。
2.会根据相关实验器材，设计实验并完成操作。
3.会处理纸带求各点瞬时速度。
4.会设计表格并用表格记录并处理数据。
5.会用v-t图象处理数据，描述物体运动规律。
二、过程与方法
1.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。
2.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
1.体会进行实验设计的思路方法，体会物理学的研究方法、研究思想。
2.通过实验探究培养学生进行科学探究的思想方法，以及探索物理规律的兴趣与爱好。
教学重点、难点
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
一、导入新课
很多物体的运动时快时慢，即物体的速度随时间不断变化，并且速度随时间变化遵循不
同的规律。那么怎样探究物体运动时速度与时间的变化规律呢？这节课我们以小车在重物牵
引下的运动为例，探究一下小车速度随时间的变化规律。
板书：第一节实验：探究小车速度随时间变化的规律
二、进行新课
（一）问题猜想及实验设计
教师提问：小车的速度随时间变化规律有几种可能？怎样直观你的猜想？
学生回答：小车的速度变化可能是先快后慢、先慢后快、均匀变化等。可结合速度图象
描述猜想。
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教师提问：提示如何测量出不同时刻的小车运动速度？设计实验方案。
学生讨论：……
学生回答：在车的后面固定一纸带，让纸带通过打点计时器。小车运动时，打点计时器
在纸带上记录了小车的运动情况，在计数点上标记时刻，计算出计数点所对应的瞬时速度，
最后用v-t图象研究小车的速度。
教师评价后指导学生：很好，我们还应该注意什么事项，以及怎样设计实验步骤呢？
（二）进行实验
学生活动：分组讨论实验过程中注意事项以及实验步骤。
教师提问：开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器这是为什么？
学生回答：这样可使纸带上打的点尽可能多一些。
教师提问：在测小车的加速度时，是先接通电源让计时器工作后，再放开小车，还是先
放小车后接通电源让计时器工作？
学生回答：为使纸带上打的点尽可能多一些，先接通电源让计时器工作后，再放开小车。
教师提问：要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞应怎办？
学生回答：当小车到达滑轮前及时用手按住它。
学生活动：设计实验步骤，并完成实验。
教师活动：投影展示实验步骤，并引导学生对比纠正。
实验步骤：
1.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.用一条细绳拴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。
教师指导：建议同学们在动手操作之前，可以先在头脑中实验，提前思考实验顺序和注
意事项，可以先想一想练习时用打点计时器。
教师活动：引导学生正确进行器材安装，进行合理、规范的操作，得到一条点迹清晰的
纸带。学生进行实验，老师巡回指导，引导学生“三思而后行”，注意实验逻辑性、合理性
及其相关注意事项，而且确保准确，并巡视全场，对出现的问题予以及时纠正，帮助实力较
弱的小组实现实验。
4
对学生出现的问题，可拿出来让全班同学参与解决，比如：“有的同学先松手，再开打
点计时器电源；有的同学则反之。哪种好？为什么？”这样让学生参与讨论，调动学生思考
的积极性和主动性。
（三）数据处理及实验结论
教师活动：指导学生分组进行数据处理。
教师指导：1.如图2-1-2所示舍掉纸带开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作
为计时起点，并记为0点。
2.若从起点开始，每隔4个点取一个计数点，分别记为1、2、3、4、5点，相邻两个
计数点间的时间间隔为多少秒？
学生回答：
t=0.02s5=0.1s
。
3.用直尺分别测量各个计数点间的距离，填入下表。通过观察、思考，看看相邻的两
个计数点间的距离有什么规律？
教师指导：相邻的距离之差是一个定值。这是匀变速直线运动一个很重要的特点，也是
判断一个直线运动是不是匀变速直线运动的一个依据。
4.根据相邻的两个计数点间的距离分别测量中间的计数点1、2、3、4的瞬时速度，把
各个计数点的瞬时速度填入下表。
教师点拨：求计数点瞬时速度公式举例：12
2
xx
v
T
，T=0.1s。
计数点序号12345
计数点对应的时刻（s）0.100.40
各计数点间的距离
通过各计数点的速度
（cm/s）
4
0
●●●●●●●
●
●
●
●
●●●●
●
●●●●●●●●●●●●
12
3
5
x
1
x
2
x
3x
4
x
5
图2-1-2
5
（四）做出物体的速度——时间图象。
学生活动：做出物体的速度——时间图象。
教师指导：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v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。
教师活动：教师展示学生作出的图象，并进行鼓励性评价。
学生活动：根据图象得出小车运动速度随时间变化的规律。
教师提问：你根据小车的v-t图象，能得出什么结论？
学生讨论后回答：1.时间增加相同的
t
，速度也会增加相同的
v
，即在相同时间内
速度的变化相等。
2.从函数关系看：
bvkx
，速度随时间均匀增加。
师生共同得出实验结论：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。
教师引导学生思考尝试下面的实验：
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。
教师点拨：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=
0.1
x
，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？
答案：无；图象与时间轴的夹角不同。
三、课堂小结
通过本节课的学习，我们要掌握科学探究的方法和步骤，以及实验时应注意的一些问题，
并且学会利用表格和图象处理数据的方法。
四、布置作业
教材P33问题与练习2、4题。
五、板书设计
6
实验：探究小车的速度随时间变化的规律
1.设计实验方案
2.进行实验
3.实验结论
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。
六、课堂作业
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
答案：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做计时起点
C．每相邻计数点的时间间隔只能取0.1s
D．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
答案：AD
3.图2-1-3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=1.40cm，S2=1.90cm，S3=2.38cm，S4=2.88cm，S5=3.39cm，S6=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。
图2-1-3
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答案：
（1）v1=16.50cm/s；v2=21.40cm/s；v3=26.30cm/s；v4=31.35cm/s；v5=36.30cm/s。
（3）小车的速度随时间均匀增加。
4.某同学用图2-1-4所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。实验步骤如下：
图2-1-4
a．安装好实验器材。
b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。选出一条点迹比
较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，
如图2-1-5中0，1，2，…，6点所示。
图2-1-5
c．测量1，2，3，…，6计数点到0计数点的距离，分别记作：x1，x2，x3，…，x6。
d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动。
e．分别计算出x1，x2，x3，…，x6与对应时间的比值v1，v2，v3，…，v6。
f．以v为纵坐标、t为横坐标，标出v与对应时间t的坐标点，画出v-t图线。
结合上述实验步骤，请你完成下列问题：
（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，
在下面的仪器和器材中，必须使用的有________和________。（填选项代号）
A．电压合适的50Hz交流电源B．电压可调的直流电源
C．刻度尺D．秒表E．天平F．重锤
（2）将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在
位置如图2-1-6所示，则x2＝________cm，x5＝________cm。
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图2-1-6
（3）该同学在图2-1-7中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与
2、5两个计数点对应的坐标点，并画出v-t图线。
图2-1-7
（4）根据v-t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0＝______m/s；它在斜面上
运动的加速度a＝______m/s2。
答案：见解析。
解析：（1）还需要的实验器材有电压合适的50Hz交流电源和刻度尺。答案为AC。
（2）用毫米刻度尺读数，注意要估读一位，则x2＝2.98cm，x5＝13.20cm。
（3）描点连线如图2-1-8所示.
图2-1-8
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（4）设打0点时速度为v0
从图象可以知道，图线与纵轴的交点即为速度v0，由图可读出v0=0.18m/s（0.16～0.20
均可）。
从图线上任取相隔较远的的两个点，求出加速度为a＝2.50m/s2（2.42～2.50均可）。
教育格言
教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己
不求上进，不知自勉，任何教育者就都不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在教师首
先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。