◎ 题目

某同学利用如图甲所示的装置验证变力做功情况下的动能定理：在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电门Ⅰ、Ⅱ，将一力传感器一端连在细线M上，另一端接在水平竖直挡光条，气垫导轨左端固定位移传感器（接收器）．用变力转动转轮使滑块沿轨道运动，当滑块上挡光片经过光电门Ⅰ时，光线被遮挡，光电门Ⅰ会输出高电压给相连的计算机，在计算机上就显示如图乙中△t1段所示图象，同时指令力传感器以及位移传感器工作，当挡光片讲过光电门Ⅱ时，计算机显示图象如图乙中△t2段图象所示，同时计算机指令力传感器和位移传感器停止工作，这样计算机就得到这一过程滑块的F-S图象，如图炳所示． （1）实验前，将滑块置于气垫导轨上，滑块、N不相连接，接通气源，轻推滑块，当图乙中的△t1______△t2（选填“＞”、“＜”或“=”）时，说明气垫导轨已经水平． （2）若测得竖直挡光条宽度为d，滑块的质量为m，通过计算机又读出实验中图乙中的△t1、△t2，请写出实验中计算滑块动能的增量△Ek的表达式______．（用已知量和测量量表示） （3）通过计算机所绘F-s图线可以算出滑块所受力在s=0.8m内这一过程中所做的功W，W=______J．

◎ 答案

（1）滑块匀速直线运动时说明气垫导轨水平，此时滑块通过两光电门的时间相等，即△t1=△t2 （2）由v1= d △t1 ，v2= d △t2 ，并且EK= 1 2 mv2得，滑块动能的增量△Ek的表达式为△Ek= 1 2 m[( d △t2 )2-( d △t1 )2] （3）F-s图象中，图线与坐标轴围成的面积表示功，W≈50×0.8+ 1 2 ×0.8×（90-50）J=56J 故答案为：=； 1 2 m[( d △t2 )2-( d △t1 )2]；56

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“某同学利用如图甲所示的装置验证变力做功情况下的动能定理：在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电门Ⅰ、Ⅱ，将一力传感器一端连在细线M上，另一端接在水平竖直挡光条，气…”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。