第二章匀速直线运动规律

第一课探究小车做匀变速直线运动

徐锐

南京市金陵中学（210005）

【教学目标】

一．知识与技能

1．应用打点计时器记录小车的运动过程；

2．进一步提高处理纸带的能力；

3．了解匀变速直线运动中速度随时间的变化规律。

二．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．认识数学方法在物理实验数据处理中的作用；

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。

三．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。

【教学重点】

学习科学探究方法。

【教学难点】

纸带的处理方法。

【教学过程】

一．复习回顾

速度是描述物体的运动快慢，在实际物体运动过程上，匀速直线运动是一种理想的运

动，大多数物体的运动是变速运动。如果速度随时间是均匀变化的直线运动我们称之为匀

变速直线运动，在匀变速直线运动中，我们可以通过加速度来描述速度的变化快慢。

二．课题引入

演示：小车在斜面上的下滑运动。

提出问题：小车做什么运动？(速度越来越大的运动，是加速运动)，小车的速度是越

来越大，它是否是匀加速运动？如何研究它的研究它的运动规律？

三．实验设计、操作、数据的处理

这是第一个研究性实验，科学探究要遵循一定的程序，采用一定的方法。探究的操作

活动包括观察、提问、实验、比较、推理、概括。这里探究小车做匀变速直线运动，目的

并非唯一是要求学生通过探究得到小车的匀变速直线运动的结论，而是通过探究学习科学

探究方法，体验实验探究过程。因为学生是初次，因此应该在教师的指导下与帮助下，逐

一完成实验探究的各个过程。因此，将实验设计、操作、问题讨论、数据的处理交叉在一

起，在学生通过实验得出纸带后，与学生边讨论边处理，在此过程中教师即是同学的合作

者，又是学生学习的指导者。

问题 1：选用什么仪器进行研究？

打点计时器或位移传感器或光电门。光电门研究的实验过程比较困难，难确定相同时

间。

实验指导：在小车与纸带连接后，请同学们先打开电源，后松开小车，为什么这样做？

(小车在斜面上下滑的时间较短，打点计时器在打开电源的开始可能不够稳定)。

实验：由同学组成实验小组，进行实验。

问题 2：观察打出的纸带，能否说明小车是做加速运动？理由是什么？

由于在相同时间内小车的位移越来越大，说明小车做加速运动。

问题 3：它是匀加还是变加？如何研究？

纸带的处理指导：首先去掉开始比较密集的点，并取一个开始点 O，再向后数还有多

少个点(最后的几个点也不要，因为小车在最后不沿斜面滑动)，后第隔 5 个点取一个计数

点，分别为 A

、

F。这样我们可以少研究一些点。

问题 4：相邻计数点之间的时间是相同的，根据你所取的点，它们的时间间隔是多少

如果是每隔 5 个点为一个计数点，那么时间间隔为 0.1s，可能由些同学打出的点比较

少，也可以取 4 个或 3 个点为一个计数点，那时间为 0.08s 或 0.06s。

数据处理指导：测量每个计数点到 O 点的距离，并设计表格进行数据记录(如表 2.1-

1)。注意，为什么不直接测量相同时间相邻点间的距离，而使测定每个点到 O 点的距离，

其原因有二，一是为了研究位移时间图象，二是这样的测量数据比较大，测得的相对误差

较小。

表 2.1-1

计数点

1 2 3 4 5 6

t(s) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

(cm)

△x

(cm)

(ms

-1

)

问题 5：如果通过纸带研究小车是否为匀加速直线运动？要求同学根据表 2.1-1 中的数

据，作出位移-时间图像。根据图像能否证明小车的运动是匀加速运动？

根据表格，会作出如图 2.1-1 位移时间图线，该图象只能说明小车做加速运动，不能

说明小车做匀加速运动。

通过求瞬时速度的方向，求得每一计数点的瞬时速度，将画出速度-时间图象。如果速

度时间图像是直线，就可以证明小车做匀加速直线运动。

问题 6：如果通过图象求加速度？

直线的低斜率。

四．学习用电子表格处理实验数据

操作步骤：

1.1．打开 Excel 电子表格；

1.2．制作如表 2.1-1 表格(如图 2.1-2 所示)，并将数据对应记录在表格中；

1.3．在“插入”中打开“图表”，并选择“散点图”(如图 2.1-3 所示)；

1.4．单击“下一步”出现如图 2.1-4 对话框，并将 X 轴选择表格 t 行数据，将 y

轴选择表格 v

行数据，然后确定，并能得到速度-时间的散点图。

5．添加趋势线，可得到如图 2.1-4 的速度-时间图像。

一．课后小记

1. 位移图象不能反映物体是否做匀加速还是变加速运动，它只能反映物体做加速运动；

2. 极小位移的平均速度可以认为该小位移中某点的瞬时速度，但最好是这段位移的中

间时该的瞬时速度；

3. 要进一步学习用电子表格处理实验数据。