第三节　探究外力做功与物体动能变化的关系

　　　1.会用实验的方法来探究外力做功与物体动能变化的关系，并能用牛顿第二定律和运动学公式推导动能定理．

　　2．理解动能定理的内容，并能用动能定理分析、计算有关问题．

　　一、探究外力做功与物体动能变化的关系

　　实验与探究

　　(1)实验目的：探究外力做功与物体动能变化的关系．

　　(2)实验方法：让物体自由下落，下落过程经过A、B两点，测出A、B两点的高度差hAB和A、B两点的速度vA、vB，则重力做的功为WG＝mghAB．

　　动能变化为ΔEk＝mv－mv．

　　验证WG与ΔEk的关系．

　　(3)实验器材：铁架台(带铁夹)、电火花打点计时器、刻度尺、重物、纸带、电源等．

　　(4)实验步骤

　　①按如图所示把打点计时器安装在铁架台上，并接到电源上．

　　②把纸带的一端用夹子与重物固定好，另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在电火花打点计时器附近．

　　③先接通电源，后松开纸带，让重物自由下落．

　　④重复几次，挑选出点迹清晰的纸带．在挑选出的纸带上，记下打第一个点的位置O，并在纸带上任意选出几个点，并标上1、2、3、...量出各点到O点的距离h1、h2、h3、...

　　⑤利用公式vn＝及Ek＝mv2、W＝mgh计算出各点对应的动能及重力对物体所做的功W.

　　⑥比较重力做功W与对应过程的动能变化ΔEk是否相等．

　　(5)误差产生的原因：重物和纸带在下落过程中受到打点计时器和空气的阻力，比较W和ΔEk的关系时，只计算重力的功，未考虑阻力的功，给实验带来误差．

　　(6)实验结论：通过对实验数据进行对比，可知在误差允许的范围内重力做功与物体动能的变化相等．

　　(7)注意事项

　　①应尽最大可能减小各种阻力的影响，可采取如下措施：

　　a．应选用质量和密度较大的重物，以减小空气阻力的影响．

　　b．打点计时器必须稳固安装在铁架台上，并且两个限位孔的中线要严格竖直，以减小纸带所受的摩擦力．

　　c．释放前将纸带拉至竖直且保证不与限位孔接触以减小纸带与限位孔间的摩擦．

　　②实验时必须是先接通电源，打点计时器正常工作后再放开纸带让重物下落.

理论分析与论证