更新时间：作者：小小条
本节是学生进入高中后的第一个定量探究实验，具有承上启下的重要作用。它既是对第一章运动的描述（打点计时器使用、瞬时速度测量、v-t图像）所学知识的综合应用与检验，又是后续学*匀变速直线运动具体规律（速度公式、位移公式）的实验基础。教材按照科学探究的一般流程展开：从实验思路的确定，到进行实验获取数据，再到数据分析（计算瞬时速度、绘制v-t图像）并寻找规律，最后得出结论。本节重在让学生经历完整的科学探究过程，体验“化变为恒”的极限思想和用图像法寻找物理规律的科学研究方法。
【阶段一：提出问题，明确目标】（5分钟）
复*导入：提问：第一章我们学*了如何描述运动，可以用哪些物理量？如何测量瞬时速度？演示： 用手以不同方式（匀速、忽快忽慢）拉动连有打点计时器的纸带，展示不同的点迹分布。引出课题：师： 如果让小车在重物的恒定牵引下运动，它的速度会怎样变化？我们今天就要通过实验来探究小车速度随时间变化的规律。明确探究核心问题： 小车在恒定拉力作用下，速度v与时间t之间存在什么样的定量关系？设计意图： 从已知知识出发，通过对比演示引发思考，明确本课要解决的核心科学问题，使探究活动有的放矢。
【阶段二：设计实验，制定方案】（15分钟）
引导设计思路：提问1： 要研究v与t的关系，需要测量哪些物理量？（瞬时速度v，对应时刻t）提问2： 我们用什么仪器可以同时记录运动物体的时间和位移？（打点计时器）提问3： 如何给小车提供一个恒定的牵引力？（用重物通过滑轮牵引）呈现实验装置（图2.1-1）： 师生共同明确各器材的作用和安装要点。长木板（附滑轮）：搭建运动平台。小车：研究对象。打点计时器+纸带：记录时间和位移。细绳：连接小车和钩码。钩码：提供恒定牵引力。学生电源：为打点计时器供电。关键问题讨论与明确：回顾原理： 当Δt很小时，平均速度≈瞬时速度。纸带上相邻两点间Δt=0.02s，足够小。确定方法： 取计数点。例如，每隔4个点（即时间间隔T=0.1s）取一个计数点，用该计数点前后两点间的位移Δx除以2T，来近似该点的瞬时速度。 v = Δx / (2T)。如何测量/计算瞬时速度？如何确定时间t？ 以第一个计数点为计时起点（t=0），依次为t=0.1s, 0.2s, 0.3s……如何平衡摩擦力？ 简要说明：适当垫高木板一端，使小车在不挂重物时能沿斜面匀速下滑（纸带上点迹均匀）。强调： 平衡摩擦力后，实验过程中不再改变木板倾斜度。钩码质量有何要求？ 钩码质量应远小于小车质量，这样可近似认为牵引力等于钩码重力。设计数据记录表格：引导学生设计表格，应包括：计数点编号、时间t/s、位置坐标x/m、位移Δx/m、瞬时速度v/(m·s⁻¹)。示例表格：计数点编号时间 t/s位置 x/m位移 Δx/m瞬时速度 v/(m·s⁻¹)00.010.120.2......设计意图： 引导学生参与实验设计，理解每一步操作的原理和目的，特别是突破瞬时速度测量的难点，培养设计实验的能力。
【阶段三：进行实验，采集数据】（25分钟）
学生分组实验：小车停止在靠近打点计时器处。先接通电源，后释放小车。小车到达滑轮前及时用手按住小车，防止小车掉落和重复撞击。立即关闭电源。安装调试： 按图安装器材，平衡摩擦力。操作要点强调：数据采集： 选择点迹清晰的一条纸带进行测量。舍掉开头过于密集的点，找一个适当的点作为计数点0。用刻度尺测量各计数点到0点的距离x，并记录在表格中。改变条件重复： 增加钩码质量，更换纸带，再重复实验1-2次，以获取多组数据，便于寻找普遍规律。教师巡视指导：纠正不当操作（如操作顺序错误、测量方法不规范）。解答学生疑问。提醒学生如实记录原始数据。设计意图： 动手实践是探究的核心。通过规范操作和真实数据采集，培养学生的动手能力、观察能力和实事求是的科学态度。
【课时小结与任务布置】（2分钟）
小结： 本节课我们明确了问题，设计了方案，并成功采集了实验数据。课后任务： 各小组完成数据的初步计算（计算各计数点的瞬时速度v），为下节课绘制图像和分析规律做准备。【阶段一：数据处理，计算速度】（10分钟）
检查与计算： 学生根据上节课记录的位移数据x，计算相邻计数点间的位移Δx，再利用公式 v = Δx / (2T) 计算各计数点的瞬时速度v，填入表格。数据展示与初步观察： 请几个小组将计算出的v、t数据展示在黑板上或通过实物投影展示。引导学生观察：随着时间t增加，速度v如何变化？（增加）是均匀增加吗？设计意图： 巩固瞬时速度的计算方法，并从数据中获得初步的感性认识，为图像分析做铺垫。
【阶段二：绘制图像，寻找规律】（20分钟）
绘制v-t图像：提问： 这些点大致分布在一条怎样的线附近？（一条倾斜的直线）作图： 用直尺画一条直线，使尽可能多的点落在直线上，或均匀分布在直线两侧，舍去偏差过大的点。这条线就是拟合出的v-t图线。方法指导： 以时间t为横轴，速度v为纵轴，建立坐标系。合理选取标度，使图像占据大部分坐标纸。描点： 根据数据表格中的(t, v)值在坐标纸上描点。拟合图线：这是关键步骤。 引导学生观察所描点的分布趋势。（可选）计算机绘图： 教师演示或指导学有余力的学生用WPS表格或Excel输入数据，生成散点图并添加趋势线（线性），验证手绘结果。分析图像，得出结论：提问1： 我们得到的v-t图像是一条倾斜的直线，这说明了什么？引导得出结论：小车的速度随时间均匀增加。 即，在误差允许范围内，小车在恒定拉力作用下做加速度不变的运动。提问2： 图像的斜率代表什么？（加速度 a = Δv / Δt）推广与建模： 这是一种非常重要的运动形式，我们将其称为匀变速直线运动。下一节我们将深入研究它的规律。设计意图： 本环节是探究的升华。通过绘制和分析v-t图像，将离散的数据点转化为直观的图线，从而发现隐藏的物理规律，体验图像法在科学研究中的威力。
【阶段三：误差分析与交流评估】（10分钟）
误差分析讨论：系统误差： 摩擦力未完全平衡；钩码质量不满足远小于小车质量；测量工具（刻度尺）本身不精确。偶然误差： 点迹位置判断不准；读数误差；描点、连线的人为误差。提问： 为什么我们的数据点没有完全落在一条直线上？引导学生从可能误差来源进行讨论：实验评估与改进：提问： 如何改进实验可以减少误差？学生可能的回答：更精确地平衡摩擦力；使用质量更小的钩码；使用更精密的测量仪器；多次测量取平均值等。交流与总结：请不同小组分享他们的实验结论和遇到的困难。教师总结： 肯定学生的探究成果，强调本实验的意义——我们通过实验发现了一种重要的运动模型（匀变速直线运动）的特征。设计意图： 误差分析是科学探究的重要组成部分，培养学生的批判性思维和精益求精的科学态度。通过交流，分享经验，共同提高。
【阶段四：课堂小结与作业布置】（3分钟）
课堂小结： 回顾本实验的完整探究流程：提出问题→设计实验→进行实验→数据分析→得出结论→误差分析。布置作业：基础题： 完成实验报告，包括目的、原理、步骤、数据记录与处理、结论、误差分析。拓展题（选做）： “练*与应用”第1题（用剪贴纸条方法绘制v-t图像），并思考这种方法的道理。设计意图： 巩固探究成果，规范实验报告的书写。提供拓展性问题，满足不同层次学生的需求。
第一课时板书：
实验：探究小车速度随时间变化的规律 |
一、探究问题 |
小车在恒定拉力下，v 与 t 的关系？ |
二、实验思路 |
1. 测量 v 和 t -> 打点计时器 |
2. 提供恒力 -> 重物牵引 |
三、关键操作 |
1. 平衡摩擦力 |
2. 先通电，后释放；先断电，后取纸带 |
3. 钩码质量 << 小车质量 |
四、数据测量 |
瞬时速度 vn = (xn+1 - xn-1) / (2T) |
第二课时板书：
实验：探究小车速度随时间变化的规律 |
一、数据处理 |
计算各点瞬时速度 v |
二、绘制 v-t 图像 |
1. 描点 (t, v) |
2. 拟合直线（使点均匀分布两侧） |
三、实验结论 |
v-t 图像是一条倾斜的直线 |
-> 速度随时间均匀增加 |
-> 加速度保持不变 |
-> 匀变速直线运动的特点 |
四、误差分析 |
摩擦力、测量、描点... |
本实验是学生高中物理探究能力的第一次综合检验。两课时的安排旨在保证探究的完整性和深度。成功的关键在于：
第一课时要充分调动学生的思维，使其理解实验设计的每一个环节，而不仅仅是机械操作。第二课时的图像分析是难点和重点，要引导学生从“描点”上升到“拟合”，理解其科学含义。整个过程中，教师要注重引导学生进行反思和评估，将实验从“操作活动”提升为“思维活动”。对于实验误差，要引导学生理性看待，理解误差是不可避免的，但可以通过改进方法减小，重点是观察趋势和规律。 预计学生在v-t图像的拟合和误差分析上会遇到困难，需要教师耐心引导和示范。版权声明：本文转载于今日头条，版权归作者所有，如果侵权，请联系本站编辑删除