Question

下面是一位教師的《探究外力（重力）對物體所做的功與物體動能的變化關系實驗》的教案，認真閱讀下列材料，并回答問題：
[探究實驗]外力（重力）對物體所做的功與物體動能的變化關系
（一）提供的實驗器材有：電火花式打點計時器、紙帶、重錘、刻度尺．
（二）請同學們根據已有的知識，結合提供的實驗器材，在小組討論的基礎上，寫出你們的實驗方案．討論時請圍繞下列問題進行：
①如何設計實驗方案．（實驗結束后叫學生上臺演示其實驗操作過程）
[師生探討]：將打點計時器側放于桌面上，使限位也伸出桌面外，將夾有重錘的紙帶從下向上穿過限位孔，用一手壓住打點計時器，另一手提住約束的上端，使紙帶豎直，重錘緊靠在下邊的限位孔處，先開啟電源使打點計時器工作，然后放手使紙帶在重錘的帶動下自由下落，結果打點計時器在紙帶上打下一系列點，利用打了點的紙帶來計算重力所做的功W_G與動能變化量△E_K的關系．
②如何計算重力所做的功W_G和動能的變化量△E_K．
[師生探討]：在紙帶上取兩個合適的點（如下圖中紙帶上的B點和E點），用刻度尺測出這兩點間的距離S_BE，根據功的定義可知：W_G=mgS_BE，采用求平均速度的方法求出打點計時器打B、E兩點時，重錘的速度v_B和V_E，再根據動能的計算式E_K=

1

2

mv²計算打B、E兩點時的動能及其動能的差值△E_K．
③需要測量和記錄哪些實驗數據：（實驗后由學生用圖示方式板書出來 ）

④如何設計記錄數據的表格：（學生板書并填入實驗記錄的數據）

SBE	SAC	SDE	IAC	IDF

（三）操作實驗，測量和記錄實驗數據．
（四）數據處理表格：（學生板書并趕往數據處理結果）

VB=	VE=	△Ei= 1 2 mvB2- 1 2 mvA2	WO=mgSAO

（五）處理實驗數據，比較得出實驗結論：
[學生]：通過數據處理可知：
請你在“（四）數據處理表格”中補寫出v_B和V_E的表達式．并寫出實驗結論．

Answer 1

分析：根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B、E點的速度，從而求出動能的變化量，根據下降的高度求出重力做功的大小，比較出△E_k與W的大小關系．

解答：解：根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度得：
vB=

sAC

tAC

vE=

sDF

tDF

實驗的結論為：在實驗誤差范圍內，重力所做的功與物體動能的該變量是相等的．
故答案為：

sAC

tAC

；

sDF

tDF

；在實驗誤差范圍內，重力所做的功與物體動能的該變量是相等的．

點評：解決本題的關鍵知道實驗的原理，以及掌握數據處理的方法．