Question

下面是一位教師的《探究外力（重力）對(duì)物體所做的功與物體動(dòng)能的變化關(guān)系實(shí)驗(yàn)》的教案，認(rèn)真閱讀下列材料，并回答問題：
[探究實(shí)驗(yàn)]外力（重力）對(duì)物體所做的功與物體動(dòng)能的變化關(guān)系
（一）提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電火花式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘、刻度尺．
（二）請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)已有的知識(shí)，結(jié)合提供的實(shí)驗(yàn)器材，在小組討論的基礎(chǔ)上，寫出你們的實(shí)驗(yàn)方案．討論時(shí)請(qǐng)圍繞下列問題進(jìn)行：
①如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案．（實(shí)驗(yàn)結(jié)束后叫學(xué)生上臺(tái)演示其實(shí)驗(yàn)操作過程）
[師生探討]：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器側(cè)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(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器工作，然后放手使紙帶在重錘的帶動(dòng)下自由下落，結(jié)果打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，利用打了點(diǎn)的紙帶來(lái)計(jì)算重力所做的功W_G與動(dòng)能變化量△E_K的關(guān)系．
②如何計(jì)算重力所做的功W_G和動(dòng)能的變化量△E_K．
[師生探討]：在紙帶上取兩個(gè)合適的點(diǎn)（如下圖中紙帶上的B點(diǎn)和E點(diǎn)），用刻度尺測(cè)出這兩點(diǎn)間的距離S_BE，根據(jù)功的定義可知：W_G=mgS_BE，采用求平均速度的方法求出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B、E兩點(diǎn)時(shí)，重錘的速度v_B和V_E，再根據(jù)動(dòng)能的計(jì)算式E_K=

1

2

mv²計(jì)算打B、E兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能及其動(dòng)能的差值△E_K．
③需要測(cè)量和記錄哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：（實(shí)驗(yàn)后由學(xué)生用圖示方式板書出來(lái) ）

④如何設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格：（學(xué)生板書并填入實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)）

SBE	SAC	SDE	IAC	IDF

（三）操作實(shí)驗(yàn)，測(cè)量和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．
（四）數(shù)據(jù)處理表格：（學(xué)生板書并趕往數(shù)據(jù)處理結(jié)果）

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

（五）處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
[學(xué)生]：通過數(shù)據(jù)處理可知：
請(qǐng)你在“（四）數(shù)據(jù)處理表格”中補(bǔ)寫出v_B和V_E的表達(dá)式．并寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．

Answer 1

分析：根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B、E點(diǎn)的速度，從而求出動(dòng)能的變化量，根據(jù)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(guān)系．

解答：解：根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度得：
vB=

sAC

tAC

vE=

sDF

tDF

實(shí)驗(yàn)的結(jié)論為：在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，重力所做的功與物體動(dòng)能的該變量是相等的．
故答案為：

sAC

tAC

；

sDF

tDF

；在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，重力所做的功與物體動(dòng)能的該變量是相等的．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，以及掌握數(shù)據(jù)處理的方法．