Question

图（1）是“用DIS验证变力做功情况下的动能定理”的实验装置
图．图（2）是在计算机上显示出的F-S图象．
（1）图（1）中两个挡光片分别经过光电门测量的是

 

和

 

．
图（2）中F-S图线下的面积为

 

；
（2）实验中还需另外测量的一个物理量是

 

；
（3）将

 

与

 

进行比较，便可验证变力做功的动能定理．

Answer 1

分析：知道光电门测量瞬时速度的原理．图（2）中F-S图线下的面积即FS，功的计算公式为W=FS；
根据瞬时速度从而求出动能变化量，根据动能定理的表达式，若要验证W=

1

2

mvt2-

1

2

mv02还需测量小车的质量．

解答：解：（1）利用瞬时速度和平均速度近似相等的原理，图（1）中两个挡光片分别经过光电门测量的是挡光片a经过光电门传感器时小车速度v₀，和挡光片b经过光电门传感器时小车速度v_t；结合数学知识及功的表达式知图（2）中F-S图线下的面积为此过程变力做的功W；
（2）根据动能定理的表达式，若要验证W=

1

2

mvt2-

1

2

mv02还需测量小车的总质量；
（3）根据将小车动能变化量△E_k=

1

2

mvt2-

1

2

mv02与变力做的功进行比较即可验证变力做功的动能定理；
故答案为：（1）挡光片a经过光电门传感器时小车速度v₀，挡光片b经过光电门传感器时小车速度v_t；此过程变力做的功W；
（2）小车以及装在上面的传感器以及磁铁等的总质量m；
（3）小车动能变化量△E_k=

1

2

mvt2-

1

2

mv02，变力做的功W．

点评：知道运用平均速度代替瞬时速度的思想．先理解实验的原理的是解决问题的关键．