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【摘要】在各地高考试卷中，物理对实验的考查均占较大的比例，相对而言，实验题出题范围较为狭窄，得分也较容易，本文通过“验证机械能守恒定律”实验的复习，来说明如何提高实验复习的效率。
【关键词】高考；实验；嫁接；模型迁移
高考实验题的考查一般分2题，第一题为基础实验题，考查学生的基本实验素质。第二题为能力实验题，一般由课本实验变形而来，主要考查学生应用物理解决实际问题的能力和创新能力，包括：实验方案的设计，器材的选取、装配、操作，数据的读取和分析，误差分析以及优化方案等等。
题目：在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50HZ，重力加速度g=9.8m/s2，试验中得到一条清晰地纸带，把第一个点记作点O，测出相连4个点A、B、C、D到O点的距离分别为：62.99cm，70.18cm，77.76 cm，85.73 cm；根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量为J，动能的增加量为J。（取3位有效数字）
解：根据实验原理可得：T=1/f=0.02s
物体从O到C点重力势能的减少量：
△Ep=mghoc=m×9.8×0.7776=7.62m
C点是BD的时间中点，Vc===3.89m/s
物体动能的增加量为：△Ek=mVc2=×m×（3.89）2=7.56m
结论：误差允许范围内，物体重力势能的减少量等于动能的增加量，物体的机械能守恒。
误差原因分析：
1.第一个点O点不一定是物体开始下落时的起点，应多打几条纸带，选择1、2两点之间的距离约为2mm的纸带。
2.由于长度测量带来的偶然误差。减小办法：一是测距离时每次都应从第一个点开始测量，二是多测量几次，取平均值。
3.重物下落过程中要克服阻力做功，动能的增加量△Ek小于重力势能的减小量△Ep 。
变题一：在此实验中，若纸带前一部分不清晰，但是从A-E却是清晰的，你能根据此纸带验证重物下降过程中机械能是否守恒吗？
析：选择纸带某段距离△S，计算重力势能减少量和动能增加量，若相等，则重物下落过程中机械能是守恒的。
解：B点是AC段的时间中点，VB===1.168m/s,
D点是CE段的时间中点，VD===1.558m/s
对于BD段有：△EP=mghBD=m×9.8×(0.0759-0.0214)=0.534m
△EK-mVD2-mVB2-×m×(1.5582-1.1682)=0.532m
结论：在误差允许范围内：重力势能的减少量等于动能的增加量，即物体的机械能守恒。
变题二：某同学利用焊有细钢针的音叉（固有频率为f0）、熏有煤油灯烟灰的均匀金属片和刻度尺来测量重力加速度。
实验步骤：1.将熏有煤油灯烟灰的金属片静止悬挂，调整音叉的位置，使音叉不振动时，针尖刚好能水平接触金属片。
2.轻敲音叉，使它振动，然后烧断悬线，使金属片自由下落。
3.从金属片上选取针尖划痕清晰地一段，从某时刻起针尖经过平衡位置的点依次为：B、C、D、E、F、G、H，测出各点之间相邻的距离分别为：S1、S2、S3、S4、S5、S6 。
(1)推导计算重力加速度的表达式：。
(2)金属片自由下落后（不计摩擦），你认为针尖在金属片上的划痕正确的是：。
(3)若从悬线烧断瞬间开始计时，钢针开始向左振动，且设向左位移为正，钢针振幅为A，金属片下落h时，钢针对平衡位置的位移y 的表达式为y=。
解析：1.本题考查的是对于逐差法公式△S=aT2的应用，其重点在于T的计算。进行模型迁移是解决本题的关键。将乙图中针尖经过平衡位置的各点迁移为打点计时器经连续相等时间所打的点，就可用“逐差法”求重力加速度。由于一个周期内，钢针两次经过平衡位置，所以平衡位置上任意相邻两点的时间间隔：T=T音叉=，可得：g==。
2.自由下落过程中，金属片相等时间间隔内通过的位移越来越大，所以选C。
3.物体下落h，所需时间为：，钢针偏离平衡位置位移：
变题三：上题中还可以将音叉换为焊有钢针的转盘，转盘转动的角速度为ω，那么任意相邻两点之间的时间间隔
。
从以上分析可以看出，不管实验的考查如何变化，其基本的原理和操作都来自于课本，我们在物理实验复习过程中，既要注重基础知识的全面复习，又要注重培养学生的发散思维、创新能力，注重课本知识联系生产生活中的实际应用，复习的过程中注意巧妙嫁接，可以有效地提高学生高考的得分点。
（作者单位：江苏省姜堰市罗塘高级中学 ）
【关键词】高考；实验；嫁接；模型迁移
高考实验题的考查一般分2题，第一题为基础实验题，考查学生的基本实验素质。第二题为能力实验题，一般由课本实验变形而来，主要考查学生应用物理解决实际问题的能力和创新能力，包括：实验方案的设计，器材的选取、装配、操作，数据的读取和分析，误差分析以及优化方案等等。
题目：在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50HZ，重力加速度g=9.8m/s2，试验中得到一条清晰地纸带，把第一个点记作点O，测出相连4个点A、B、C、D到O点的距离分别为：62.99cm，70.18cm，77.76 cm，85.73 cm；根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量为J，动能的增加量为J。（取3位有效数字）
解：根据实验原理可得：T=1/f=0.02s
物体从O到C点重力势能的减少量：
△Ep=mghoc=m×9.8×0.7776=7.62m
C点是BD的时间中点，Vc===3.89m/s
物体动能的增加量为：△Ek=mVc2=×m×（3.89）2=7.56m
结论：误差允许范围内，物体重力势能的减少量等于动能的增加量，物体的机械能守恒。
误差原因分析：
1.第一个点O点不一定是物体开始下落时的起点，应多打几条纸带，选择1、2两点之间的距离约为2mm的纸带。
2.由于长度测量带来的偶然误差。减小办法：一是测距离时每次都应从第一个点开始测量，二是多测量几次，取平均值。
3.重物下落过程中要克服阻力做功，动能的增加量△Ek小于重力势能的减小量△Ep 。
变题一：在此实验中，若纸带前一部分不清晰，但是从A-E却是清晰的，你能根据此纸带验证重物下降过程中机械能是否守恒吗？
析：选择纸带某段距离△S，计算重力势能减少量和动能增加量，若相等，则重物下落过程中机械能是守恒的。
解：B点是AC段的时间中点，VB===1.168m/s,
D点是CE段的时间中点，VD===1.558m/s
对于BD段有：△EP=mghBD=m×9.8×(0.0759-0.0214)=0.534m
△EK-mVD2-mVB2-×m×(1.5582-1.1682)=0.532m
结论：在误差允许范围内：重力势能的减少量等于动能的增加量，即物体的机械能守恒。
变题二：某同学利用焊有细钢针的音叉（固有频率为f0）、熏有煤油灯烟灰的均匀金属片和刻度尺来测量重力加速度。
实验步骤：1.将熏有煤油灯烟灰的金属片静止悬挂，调整音叉的位置，使音叉不振动时，针尖刚好能水平接触金属片。
2.轻敲音叉，使它振动，然后烧断悬线，使金属片自由下落。
3.从金属片上选取针尖划痕清晰地一段，从某时刻起针尖经过平衡位置的点依次为：B、C、D、E、F、G、H，测出各点之间相邻的距离分别为：S1、S2、S3、S4、S5、S6 。
(1)推导计算重力加速度的表达式：。
(2)金属片自由下落后（不计摩擦），你认为针尖在金属片上的划痕正确的是：。
(3)若从悬线烧断瞬间开始计时，钢针开始向左振动，且设向左位移为正，钢针振幅为A，金属片下落h时，钢针对平衡位置的位移y 的表达式为y=。
解析：1.本题考查的是对于逐差法公式△S=aT2的应用，其重点在于T的计算。进行模型迁移是解决本题的关键。将乙图中针尖经过平衡位置的各点迁移为打点计时器经连续相等时间所打的点，就可用“逐差法”求重力加速度。由于一个周期内，钢针两次经过平衡位置，所以平衡位置上任意相邻两点的时间间隔：T=T音叉=，可得：g==。
2.自由下落过程中，金属片相等时间间隔内通过的位移越来越大，所以选C。
3.物体下落h，所需时间为：，钢针偏离平衡位置位移：
变题三：上题中还可以将音叉换为焊有钢针的转盘，转盘转动的角速度为ω，那么任意相邻两点之间的时间间隔
。
从以上分析可以看出，不管实验的考查如何变化，其基本的原理和操作都来自于课本，我们在物理实验复习过程中，既要注重基础知识的全面复习，又要注重培养学生的发散思维、创新能力，注重课本知识联系生产生活中的实际应用，复习的过程中注意巧妙嫁接，可以有效地提高学生高考的得分点。
（作者单位：江苏省姜堰市罗塘高级中学 ）