课程总体目标

以自由落体为情境设计验证实验，掌握打点计时器法测速度 vₙ=(hₙ₊₁−hₙ₋₁)/2T 与比较 mgh 和 ½mv² 的数据处理方法，认识误差来源及气垫导轨等替代方案。

具体学习目标

本课程共设置 6 项学习目标，涵盖知识理解、技能应用与科学探究三个维度。

1
实验原理

明确自由落体满足只有重力做功，可用 ΔEk≈−ΔEp 验证守恒。

知识理解
2
器材与步骤

熟悉打点计时器法器材安装与操作要点。

知识理解
3
数据处理

会用 vₙ=(hₙ₊₁−hₙ₋₁)/2T 求速度，比较 mgh 与 ½mv²。

技能应用
4
图象法

理解作 ½v²−h 图应为过原点、斜率 g 的直线。

知识理解
5
误差分析

认识阻力致 ΔEk 略小于 ΔEp 等系统误差。

科学探究
6
替代方案

了解气垫导轨法，用光电门测速验证守恒。

技能应用

学习路径时间线

  • 1
    认知阶段

    设计三种满足守恒的方案，确定自由落体为实验对象。

  • 2
    巩固阶段

    完成器材安装、打点、测距，用 vₙ 公式处理数据并作 ½v²−h 图。

  • 3
    练习阶段

    分析误差来源，并了解气垫导轨等更精确替代方案。

完成后你将掌握

自由落体满足只有重力做功；用纸带 vₙ=(hₙ₊₁−hₙ₋₁)/2T 求速度，比较 mgh 与 ½mv² 验证守恒。
图象法：作 ½v²−h 图应为过原点、斜率 g 的直线；因阻力 ΔEk 略小于 ΔEp。
气垫导轨方案用光电门 v=d/Δt，验证系统动能增量等于重力势能减少量，摩擦更小。