刍议“贴纸带法”在“探究速度随时间变化的规律”实验中的应用

张立那

物理学是一门以实验为基础的学科，物理规律的发现、物理理论的建立大多以实验为基础．实验探究是培养学生物理学科核心素养的重要途径．在新课程新高考背景下，物理试题更加注重对“情境”的考查和理解，将立德树人的要求融入到物理情境中去．

本文讨论用“贴纸带法”探究小车速度随时间的变化规律，借助不同的实验数据处理方案在培养学生的关键能力的同時，加深其对必备知识的理解．

在“探究小车的速度随时间变化的规律”实验中，学生通常需要掌握以下几点：

１）了解不同打点计时器的构造、工作原理、工作特点．

２）会运用逐差法求解加速度，运用平均速度求打下某点时的瞬时速度大小．

３）能结合物理规律及数学表达式处理图线信息，理解斜率、截距等所表示的物理含义．

掌握匀变速直线运动图像规律是解决本实验的前提，结合实验原理与运动学特点是解决本实验的关键．

实验情境 在探究小车速度随时间变化规律的实验中，实验装置如图１所示，已知所用电源频率f＝５０Hz，图２是两种打点计时器，分别是电火花打点计时器和电磁打点计时器．

分析 应用逐差法求加速度是本实验的常用方法，本文不再赘述．贴纸带法也是处理此类问题的一种方法，其方案如下．

将纸带沿计数点剪断，得到６段纸带，由短到长依次并排贴在xOy 坐标系中，如图４所示，各段紧靠但不重叠．最后将各纸带上端中心点连起来进行拟合，可得到一条直线．对该图线可提出以下不同的理解和处理方案．

综上所述，用“贴纸带法”探究小车速度随时间的变化规律，不仅考查打点计时器的基本使用，同时考查了图像图表处理等实验操作．该方法有助于培养学生应用物理规律处理实验数据等核心素养，同时开拓学生思路，培养探究精神及发现物理学科自然之美，是一种创新性的实验处理方案．