[摘 要]本文针对学生对有关打点计时器实验的知识点出错概率大、失分多、理解浮于表面的现象，在进行高考前第二轮复习时，通过建立“数、型、模”三结合的解题方法训练进行针对性复习，即根据物理模型写出数学表达式，画出物理图象，从而理解物理模型的运动过程，并通过对相关打点计时器实验各知识点进行梳理比较并分析异同，结合例题进行剖析，对提高学生对知识点的掌握，减少出错概率，使学生从表面学习深入到对知识点质的理解，提高学生对科学的探究能力和自主思维能力起到很好的作用。
　　[关键词]打点计时器 实验 复习方法 数型模三结合
　　中图分类号：N945.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）30-0097-02
　　高中物理力学实验的重难点是与打点计时器相关的实验，该知识点在高考中出题概率大。学生到了高考前第二轮复习的时候，一般对这一知识点相关的实验都能理解，但真正考试时，出错概率大、失分多、理解浮于表面。如何让学生通过复习牢固的掌握各知识点，提高对科学的探究能力和自主思维能力，考试时又不失分，笔者分析了学生在该知识模块学习中存在以下难点：
　　一、各个实验很近似，造成相近知识的干扰，知识受前摄抑制和倒摄抑制双重干扰的现象非常明显。例如，学生在学了《探究加速度与力、质量的关系》实验后，知道要平衡摩擦力和m<　　二、这类题目的拓展变化较多，在知识层面上要求理解更加透彻，在方法层面上除了掌握实验数据处理的一般方法外，还需加强“数、型、模”三结合解题方法的训练，其中物理模型既是解题的出发点，也是解题的归宿点。
　　传统的实验复习采用逐个复习，辅以例题分析和习题强化训练的方法，复习时间长且无法从根本上解决问题。考虑到学生的知识基础，笔者采用了列表法，将各个实验的识点进行梳理、比较并分析异同，突出各个实验步骤的作用，使学生更好地掌握实验的本质规律。近年的考题对于实验误差分析也有所要求，同时考虑到学生的语言表达能力和实验认真程度有所欠缺，在列表中增加了误差分析。
　　笔者整理了与打点计时器相关的实验知识点（见表1）：
　　通过对上述实验进行分析，我们总结如下：
　　1、操作上的共同特点：（1）开始时，要使运动物体靠近打点计时器；（2）先接通电源，再释放物体，打点完成后，也是先断开电源，后取下纸带。总之：先电后物。
　　2、是否需要平衡摩擦力？当摩擦力对我们要探究的物理规律有影响时，需要平衡摩擦力，反之，则不需要。
　　3、是否需要m<　　4、物理实验题的解题思路：物理实验题的解题要注意数、形、模三结合。数是指数学表达式，形是指物理图象，模是指物理模型。在三者中，最重要的就是物理模型，要求根据物理模型写出数学表达式，画出物理图象，从而理解物理模型的运动过程，所以，物理模型既是起点，也是归宿。
　　我们可以通过例题来进一步明确，如何进行“数、形、模”三结合解题方法的训练。
　　例一、 某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图所示.已知小车质量为M，砝码盘质量为m0，所使用的打点计时器交流电频率f=50 Hz. 其实验步骤是见图1：
　　A.按图中所示安装好实验装置；
　　B.调节长木板的倾角，轻推小车后，小车能沿长木板向下做匀速运动；
　　C.取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；
　　D.先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；
　　E.重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量，重复B-D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度.
　　回答下列问题：
　　（1）按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？_______
　　（填“是”或“否”）.
　　（2）实验中打出的其中一条纸带如图2所示，由该纸带可求得小车的加速度a=_______ m/s2.（两位有效数字）
　　（3）某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中，如表2，
　　他根据表中的数据画出a-F图象（如图）.造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是______________________________________________________，
　　从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是_________，其大小为________。
　　解析：
　　首先注意到实验名称为“探究加速度与物体受力的关系”实验，由此可得公式为，从此入手，研究此题，可得F为小车所受重力沿斜面向下的分力和摩擦力的合力，它等于砝码和砝码盘所受到的重力，质量m就是小车本身的质量M，a为小车的加速度。这种方法，不需要平衡摩擦力，也不需要质量的近似处理，没有系统误差，理论上，a-F图象是一条过原点的直线。
　　（1）否。因为小车运动的合力来自砝码和砝码盘所受到的重力，质量就是小车本身的质量M，与砝码和砝码盘的质量无关，并没有用到质量的近似处理，所以为否。
　　（2）用逐差法求得加速度大小为0.88m/s2。
　　（3）图线不过原点，按照以前的解题经验，似乎是平衡摩擦力上有问题，但是，此题却不是，因为这个物理模型不需要平衡摩擦力，而且，在每次调节匀速时，即使存在误差，也是偶然误差，不会单调偏向一边。仔细看表格，发现在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力m0。所以，从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力，其大小为0.08 N.
　　例二、利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图3所示：
　　（1）实验步骤：
　　①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平；
　　②用游标卡尺测量挡光条的宽度；③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=_______cm；④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；⑤从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和；⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。
　　⑵用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式：
　　①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为_______和_______.
　　②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为_______和_______ 。
　　③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少_______
　　（重力加速度为g）。
　　⑶如果_______，则可认为验证了机械能守恒定律。
　　解析：
　　由此题的物理模型可得：
　　两光电门中心之间的距离s= 60.00 cm
　　①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为和.
　　②总动能分别为和。
　　③系统势能的减少
　　⑶如果，则可认为验证了机械能守恒定律。
　　总之，在打点计时器相关实验的教学中，要注重对各个实验进行梳理比较，分析异同，在解题过程中，着力于“数、形、模”三结合解题方法训练，即根据模型写出数学表达式，进而画出物理图象，从而更深入的理解物理实验模型的运动过程，理解各个实验步骤设置的原理，器材按排的科学性与必要性，使学生从表面学习深入到对知识点质的理解，促进学生对科学的探究能力和自主思维能力，加强学生对知识的掌握。