◎ 题目

如图（a）所示的装置可以验证变力做功情况下的动能定理：在一辆小车上安装两挡光片a、b和位移传感器的发射端，光电门传感器、位移传感器的接收端、力传感器安装在水平放置的固定光滑轨道上，将两块磁铁分别安装于力传感器的受力端和小车上对应的位置，且同性磁极相对． 让小车向力传感器方向运动，当挡光片a经过光电门传感器时，计算机记录下此时小车的速度v0，同时触发力传感器以及位移传感器工作，当挡光片b经过光电门时，计算机再次记录下此时小车的速度vt，同时力传感器和位移传感器停止工作，便可得到这一过程的小车所受的磁力和位移的F-s图象，如图（b）所示． （1）若小车的质量为m，请写出计算小车动能的增量△Ek的表达式：______．（用已知量和测量量表示） （2）小车在这一过程做加速度______、速度______的运动．（选填“变大”、“不变”或“变小”） （3）计算机通过F-s图线可以算出磁力在这一过程中所做的功．请根据学过的知识写出根据F-s图线估算磁力在这一过程所做功大小的方法：______．

◎ 答案

（1）由动能的表达式得：△Ek= 1 2 mvt2- 1 2 mv02， （2）F逐渐增大，根据牛顿第二定律可知，加速度逐渐增大，而加速度方向与速度方向相反，所以速度减小； （3）F-s图象中，图线与坐标轴围成的面积表示功，所以估算图线下方的面积，其大小即为磁力在这一过程所做功大小． 故答案为：△Ek= 1 2 mvt2- 1 2 mv02；增大，减小；估算图线下方的面积，其大小即为磁力在这一过程所做功大小

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图（a）所示的装置可以验证变力做功情况下的动能定理：在一辆小车上安装两挡光片a、b和位移传感器的发射端，光电门传感器、位移传感器的接收端、力传感器安装在水平放置的固定…”主要考查了你对  【实验：探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。