Question

下面是一位教师的《探究外力（重力）对物体所做的功与物体动能的变化关系实验》的教案，认真阅读下列材料，并回答问题：
[探究实验]外力（重力）对物体所做的功与物体动能的变化关系
（一）提供的实验器材有：电火花式打点计时器、纸带、重锤、刻度尺．
（二）请同学们根据已有的知识，结合提供的实验器材，在小组讨论的基础上，写出你们的实验方案．讨论时请围绕下列问题进行：
①如何设计实验方案．（实验结束后叫学生上台演示其实验操作过程）
[师生探讨]：将打点计时器侧放于桌面上，使限位也伸出桌面外，将夹有重锤的纸带从下向上穿过限位孔，用一手压住打点计时器，另一手提住约束的上端，使纸带竖直，重锤紧靠在下边的限位孔处，先开启电源使打点计时器工作，然后放手使纸带在重锤的带动下自由下落，结果打点计时器在纸带上打下一系列点，利用打了点的纸带来计算重力所做的功W_G与动能变化量△E_K的关系．
②如何计算重力所做的功W_G和动能的变化量△E_K．
[师生探讨]：在纸带上取两个合适的点（如下图中纸带上的B点和E点），用刻度尺测出这两点间的距离S_BE，根据功的定义可知：W_G=mgS_BE，采用求平均速度的方法求出打点计时器打B、E两点时，重锤的速度v_B和V_E，再根据动能的计算式E_K=

1

2

mv²计算打B、E两点时的动能及其动能的差值△E_K．
③需要测量和记录哪些实验数据：（实验后由学生用图示方式板书出来 ）

④如何设计记录数据的表格：（学生板书并填入实验记录的数据）

SBE	SAC	SDE	IAC	IDF

（三）操作实验，测量和记录实验数据．
（四）数据处理表格：（学生板书并赶往数据处理结果）

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

（五）处理实验数据，比较得出实验结论：
[学生]：通过数据处理可知：
请你在“（四）数据处理表格”中补写出v_B和V_E的表达式．并写出实验结论．

Answer 1

分析：根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B、E点的速度，从而求出动能的变化量，根据下降的高度求出重力做功的大小，比较出△E_k与W的大小关系．

解答：解：根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得：
vB=

sAC

tAC

vE=

sDF

tDF

实验的结论为：在实验误差范围内，重力所做的功与物体动能的该变量是相等的．
故答案为：

sAC

tAC

；

sDF

tDF

；在实验误差范围内，重力所做的功与物体动能的该变量是相等的．

点评：解决本题的关键知道实验的原理，以及掌握数据处理的方法．