第 2 课时 研究合外力做功和动能变化的关系[导学目标] 1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度.2.学习利用物理图象研究功与物体动能变化的关系.3.通过纸带与打点计时器来探究功与动能变化的关系，体验探究过程和物理学的研究方法．一、实验原理和实验操作1．实验目的(1)通过实验探究力对物体做的功与物体动能变化的关系．(2)体会探究的过程和所用的方法．2．实验原理(1)如图 1 所示要研究合外力做功与物体动能变化的关系即探究细线拉力对小车做的功与小车动能改变的关系，需要测量不同的力在不同过程中做功时，对应物体动能的变化量．图 1(2)在砝码和小盘总质量 m 远小于小车质量 M 的情况下，可认为小车受到的拉力为 F＝mg.以拉力对小车做的功 W 为纵坐标，小车获得的速度的平方 v2为横坐标，作出 W－v2曲线，从图线可以得出 W 与 v2的关系，从而判断恒力做功与物体动能改变的关系．3．实验器材长木板(一端附有滑轮)、小车、小盘、砝码若干、打点计时器、纸带、复写纸片、刻度尺、细线．4．实验过程(1)如图 1 所示，把纸带的一端固定在小车后面，另一端穿过打点计时器，改变木板的倾角，以小车重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力，使小车能做匀速运动．(2)把细绳系在小车上并绕过定滑轮，悬挂小盘，在小盘里放入适量砝码，使小车的质量远大于砝码和小盘的总质量，小车在细线的拉力作用下做匀加速运动．由于砝码和小盘质量很小，可认为小车所受拉力 F 的大小等于砝码和小盘所受重力的大小．(3)接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列点．(4)重复以上实验，选择一条点迹清晰的纸带进行数据分析，由纸带可以找到位移和时间的信息，由砝码和小盘的质量可以知道小车所受的恒力．(小车质量已知)(5)由实验数据得出结论．二、数据处理、误差分析和实验注意的问题1．数据处理：(1)纸带数据的处理，如图 2 所示的纸带上，(n－1)点、n 点、(n＋1)点，到第一点的距离分别是 dn－1、dn、dn＋1，则 n 点速度 vn＝.1图 2(2)实验的数据处理① 计算各数据中 v2和相应的外力做功 W 的数值填入下表.123456速度 v2/(m2·s－2)外力做功 W/J② 利用坐标方格纸，将各组数据在坐标纸上标出，然后作出 W－v2图线．如图作出的图线是一条直线，说明外力做功 W 与物体速度的平方 v2成正比，即 Wv2.2．误差分析实验中我们把拉力对小车做的功与砝码和小盘总重力所做的功认为是一样...
