【題目】圖甲是某同學(xué)設(shè)計(jì)的加速度傳感器的示意圖。在U型底座內(nèi)部放置一絕緣滑塊,滑塊兩側(cè)各連接一彈簧,兩彈簧的另一端分別連接在U型底座的側(cè)壁上;瑝K通過滑動觸頭與一阻值均勻的電阻AB相連。電阻AB及其滑動觸頭與另外的電路相連(圖中未畫出)。工作時將底座固定在被測物體上,使彈簧及電阻AB均與物體的運(yùn)動方向平行。當(dāng)被測物體加速運(yùn)動時,通過電路中儀表的讀數(shù)即可測得加速度的大小。彈簧始終在彈性限度內(nèi)各處摩擦均不計(jì)。

已知滑塊的質(zhì)量m = 0.60 kg,兩彈簧的勁度系數(shù)均為,AB全長為l = 9.0 cm, 被測物體可能達(dá)到的最大加速度為am = 20 m/s2。

另有一直流電源,電動勢為E = 9.0 V、內(nèi)阻不計(jì);一理想電壓表及開關(guān)、導(dǎo)線若干。

設(shè)計(jì)一電路,用電路中電壓表的示值反映加速度的大小。

該傳感器要求:

①當(dāng)加速度為零時,電壓表指針在表盤中央;

②當(dāng)物體向左以最大加速度加速運(yùn)動時,電壓表示數(shù)為滿量程。

(1)請你在圖乙中完成該傳感器的電路原理圖________。

(2)當(dāng)加速度為零時,應(yīng)將滑動觸頭調(diào)在距電阻的A______cm處,電壓表量程為_______V。

(3)當(dāng)物體向左做減速運(yùn)動,電壓表的示數(shù)為1.5 V,則此時被測物體的加速度大小為_______m/s2。

(4)如果在電壓表的刻度盤上標(biāo)刻對應(yīng)的加速度值,則該刻度應(yīng)當(dāng)是__________的。(選填均勻不均勻”)

【答案】 電路原理圖如圖示:

3.0 6.0 10 均勻

【解析】(1)根據(jù)題意作出的電路原理圖,如圖所示:

(2)當(dāng)物體向左以最大加速度加速運(yùn)動時,則有,設(shè)彈簧的形變量為x,對滑塊由牛頓第二定律得:,解得:,即當(dāng)加速度為零時彈簧回到原長位置,故應(yīng)將滑動觸頭調(diào)在距電阻的A3cm處;電壓源電動勢為9V,內(nèi)阻不計(jì),故外電路的電壓也為9V;當(dāng)加速度為零時,電壓表指針在表盤中央,當(dāng)加速度最大時電壓表滿偏,而AB全長為l = 9.0 cm,滿偏時滑動觸頭距A端的距離為6cm,根據(jù)電壓與長度成正比的關(guān)系可知,電壓的量程為6V;(3)當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時,則滑動觸頭距A端的距離為,則彈簧的形變量為,根據(jù)牛頓第二定律得:,解得:;(4)設(shè)加速度為U時,電壓表的讀數(shù)為U,則:,聯(lián)立解得:,由于Ua成正比,所以表盤的刻度應(yīng)均勻.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計(jì))經(jīng)電場加速后,由小孔P沿兩水平金屬板MN的中心線射入板間,加速電壓為U0,MN板長為L,兩板相距.加在MN兩板間電壓u隨時間t變化關(guān)系為uMN,如圖乙所示.把兩板間的電場看成勻強(qiáng)電場,忽略板外電場.在每個電子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi),電場可視作恒定.兩板右側(cè)放一記錄圓筒,筒左側(cè)邊緣與極板右端相距,筒繞其豎直軸勻速轉(zhuǎn)動,周期為T,筒的周長為s,筒上坐標(biāo)紙的高為,以t0時電子打到坐標(biāo)紙上的點(diǎn)作為xOy坐標(biāo)系的原點(diǎn),豎直向上為y軸正方向.已知電子電荷量為e,質(zhì)量為m,重力忽略不計(jì).

(1) 求穿過水平金屬板的電子在板間運(yùn)動的時間t

(2) 通過計(jì)算,在示意圖丙中畫出電子打到坐標(biāo)紙上的點(diǎn)形成的圖線;

(3) 為使從N板右端下邊緣飛出的電子打不到圓筒坐標(biāo)紙上,在MN右側(cè)和圓筒左側(cè)區(qū)域加一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m、半徑為R、內(nèi)壁光滑的、r圓槽置于光滑水平面上,其左側(cè)緊靠豎直墻,右側(cè)緊靠一質(zhì)量為m的小滑塊。將一質(zhì)量為2m的小球自左側(cè)槽口A的正上方某一位置由靜止開始釋放,由圓弧槽左端A點(diǎn)進(jìn)入槽內(nèi),小球剛好能到達(dá)槽右端C點(diǎn)。重力加速度為g,求:

(1)小球開始下落時距A的高度;

(2)小球從開始下落到槽最低點(diǎn)B的過程中,墻壁對槽的沖量;

(3)小滑塊離開槽的速度大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】封閉、內(nèi)徑均勻的長為L042 cm的直玻璃管內(nèi),有一段長為h10 cm的水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體。開始管口向上豎直放置,環(huán)境溫度為t127 ℃,大氣壓強(qiáng)為p075 cmHg,達(dá)到平衡時,氣柱的長度為L30 cm;保持溫度不變,先將直玻璃管順時針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置,然后再緩慢逆時針轉(zhuǎn)回原位置并逐漸降低溫度,當(dāng)溫度降為t2=-3 ℃時,達(dá)到新的平衡,如果大氣壓強(qiáng)p0一直保持不變,不計(jì)玻璃管和水銀的體積隨溫度的變化,求最終氣柱的長度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為測量物塊與水平固定桌面之間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,細(xì)線平行于桌面.

①用游標(biāo)卡尺測出遮光片的寬度d;用刻度尺測出兩光電門之間的距離s;用天平測出物塊和遮光片的總質(zhì)量為M,重物質(zhì)量為m

②讓物塊從光電門A的左方某位置由靜止釋放,測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間tAtB;

③根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)μ。

回答下列問題:

(1)測量d時,某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1mm)的示數(shù)如圖所示,其讀數(shù)為________mm。

(2)摩擦因數(shù)μ可用上述已知量、測量量和重力加速度g表示為μ=________________。(均用字母表示)

(3)遮光片通過光電門時的平均速度 ___(選填大于”、“小于等于)遮光片豎直中線通過光電門的瞬時速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】把火星和地球繞太陽運(yùn)行的軌道視為圓周。由火星和地球繞太陽運(yùn)行的周期之比可求得

A. 火星和地球繞太陽運(yùn)行的軌道半徑之比 B. 火星和地球的質(zhì)量之比

C. 火星和地球的密度之比 D. 火星和地球所受太陽的萬有引力之比

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平光滑軌道OA上有一質(zhì)量m =2 kg的小球以速度v0 = 20 m/s向左運(yùn)動,從A點(diǎn)飛出后恰好無碰撞地經(jīng)過B點(diǎn),B是半徑為R = 10 m的光滑圓弧軌道的右端點(diǎn),C為軌道最低點(diǎn),且圓弧BC所對圓心角θ = 37°,又與一動摩擦因數(shù)μ = 0.2的粗糙水平直軌道CD相連,CD長為15 m。進(jìn)入另一豎直光滑半圓軌道,半圓軌道最高點(diǎn)為E,該軌道的半徑也為R不計(jì)空氣阻力,物塊均可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度取g =10 m/s2,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,求:

(1)A、B兩點(diǎn)的高度差和物塊在C點(diǎn)對圓弧軌道的壓力;

(2)通過計(jì)算分析甲物塊能否經(jīng)過E點(diǎn)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一光滑細(xì)桿固定在水平面上的C點(diǎn),細(xì)桿與水平面的夾角為 30°,一原長為L的輕質(zhì)彈簧, 下端固定在水平面上的 B 點(diǎn),上端與質(zhì)量為 m 的小環(huán)相連, 當(dāng)把小環(huán)拉到 A 點(diǎn)時,AB與地面垂直, 彈簧長為 2L, 將小環(huán)從 A 點(diǎn)由靜止釋放, 當(dāng)小環(huán)運(yùn)動到 AC 的中點(diǎn) D 時, 速度達(dá)到最大。 重力加速度為 g, 下列說法正確的是

A. 下滑過程中小環(huán)的機(jī)械能先增大再減小

B. 小環(huán)到達(dá) AD 的中點(diǎn)時, 彈簧的彈性勢能為零

C. 小環(huán)剛釋放時的加速度等于 g

D. 小環(huán)的最大速度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖所示。玻璃測溫泡A內(nèi)充有理想氣體,通過細(xì)玻璃管B和水銀壓強(qiáng)計(jì)相連。開始時A處于冰水混合物中,左管C中水銀面在O點(diǎn)處,右管D中水銀面高出O點(diǎn)h1=14cm,后將A放入待測恒溫槽中,上下移動D,使C中水銀面仍在O點(diǎn)處,測得D中水銀面高出O點(diǎn)h2=44cm。(已知外界大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng))

(1)求恒溫槽的溫度______________。

(2)此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能______________(選填“增大”或“減小”),氣體不對外做功,氣體將________________(選填“吸熱”或“放熱”)。

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