(14分)加速度計(jì)是測(cè)定物體加速度的儀器，現(xiàn)代科技中，它已成為導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源，如圖9所示為應(yīng)變式加速度計(jì)，當(dāng)系統(tǒng)加速時(shí)，加速度計(jì)中的敏感元件也處于加速狀態(tài)，敏感元件由兩根相同的彈簧連接并架在光滑支架上，支架與待測(cè)系統(tǒng)固定在一起，敏感元件下端滑動(dòng)臂可在滑動(dòng)變阻器上無(wú)摩擦水平滑動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)加速時(shí)敏感元件發(fā)生位移，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出．已知敏感元件的質(zhì)量為m，每根彈簧的勁度系數(shù)為k，電源的電動(dòng)勢(shì)為ε且內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的總阻值為R，且總電阻有效長(zhǎng)度為L．靜態(tài)時(shí)，兩彈簧恰好為原長(zhǎng)，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭位于正中間，并且此時(shí)加速度計(jì)的輸出電壓為零．

（1）假定待測(cè)系統(tǒng)的加速度大小為a，方向向左，求敏感元件發(fā)生的位移？

（2）求用輸出信號(hào)的電壓U來(lái)表示待測(cè)系統(tǒng)加速度a的表達(dá)式？

 

【答案】

（1）      (2)

【解析】（1）把敏感元件做為研究對(duì)象，

元件受到兩個(gè)一樣大的彈力，設(shè)彈簧的形變量為x，

根據(jù)牛頓第二定律：2kx=ma,x=ma/2k，

所以元件相對(duì)靜止時(shí)的位置向右移動(dòng)ma/2k；

（2）當(dāng)元件移動(dòng)x距離時(shí)，輸出電壓為U=Ir

，I=ε/R, 又因?yàn)閤=ma/2k

聯(lián)立可得：

思路分析：根據(jù)受力分析，利用牛頓第二定律和胡克定律解出x；再根據(jù)歐姆定律和電阻定律求解出加速度與位移的關(guān)系，進(jìn)行求解。

試題點(diǎn)評(píng)：考查力學(xué)和電路的綜合應(yīng)用

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

(14分) 宇航員在一行星上以10m/s的初速度豎直上拋一質(zhì)量為0.2kg的物體，不計(jì)阻力，經(jīng)2.5s后落回手中，已知該星球半徑為7220km。

（1）該星球表面的重力加速度多大？

（2）要使物體沿水平方向拋出而不落回星球表面，沿星球表面拋出的速度至少是多大？

（3）若物體距離星球無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)其引力勢(shì)能為零，則當(dāng)物體距離星球球心r時(shí)其引力勢(shì)能（式中m為物體的質(zhì)量，M為星球的質(zhì)量，G為萬(wàn)有引力常量）。問(wèn)要使物體沿豎直方向拋出而不落回星球表面，沿星球表面拋出的速度至少是多大？

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年江蘇省蘇州市高三調(diào)研測(cè)試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

(14分)如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌ab、cd固定在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，b、c兩點(diǎn)間接一阻值為R的電阻．ef是一水平放置的導(dǎo)體桿，其質(zhì)量為m、有效電阻值為R，桿與ab、cd保持良好接觸。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直·現(xiàn)用一豎直向上的力F拉導(dǎo)體桿，使導(dǎo)體桿從靜止開(kāi)始做加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在上升高度為h的過(guò)程中，拉力做功為W，g為重力加速度，不計(jì)導(dǎo)軌電阻及感應(yīng)電流間的相互作用．求：

(1)導(dǎo)體桿上升到h時(shí)所受拉力F的大小；

(2)導(dǎo)體桿上升到h過(guò)程中通過(guò)桿的電量；

(3)導(dǎo)體桿上升到h過(guò)程中bc間電阻R產(chǎn)生的焦耳熱．

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年江蘇省蘇州市高三調(diào)研測(cè)試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

(14分)某同學(xué)利用玩具電動(dòng)車模擬騰躍運(yùn)動(dòng)．如圖所示，AB是水平地面，長(zhǎng)度為L=6m，BC是半徑為R=12m的圓弧，AB、BC相切于B點(diǎn)，CDE是一段曲面．玩具電動(dòng)車的功率始終為P=10W，從A點(diǎn)由靜止出發(fā)，經(jīng)t=3s到達(dá)B點(diǎn)，之后通過(guò)曲面到達(dá)離地面h=1．8m的E點(diǎn)水平飛出，落地點(diǎn)與E點(diǎn)的水平距離x=2.4m．玩具電動(dòng)車可視為質(zhì)點(diǎn)，總質(zhì)量為m=1kg，在AB段所受的阻力恒為2N，重力加速度g取10 m/s2，不計(jì)空氣阻力．求：

(1)玩具電動(dòng)車過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力：

(2)玩具電動(dòng)車過(guò)E點(diǎn)時(shí)的速度；

(3)若從B點(diǎn)到E點(diǎn)的過(guò)程中，玩具電動(dòng)車克服摩擦阻力做功10J，則該過(guò)程所需要的時(shí)間是多少?

 

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科目：高中物理 來(lái)源：遼寧省撫順市六校聯(lián)合體2009-2010學(xué)年度高三二模（理綜）試題物理部分 題型：計(jì)算題

(14分) 宇航員在一行星上以10m/s的初速度豎直上拋一質(zhì)量為0.2kg的物體，不計(jì)阻力，經(jīng)2.5s后落回手中，已知該星球半徑為7220km。

（1）該星球表面的重力加速度多大？

（2）要使物體沿水平方向拋出而不落回星球表面，沿星球表面拋出的速度至少是多大？

（3）若物體距離星球無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)其引力勢(shì)能為零，則當(dāng)物體距離星球球心r時(shí)其引力勢(shì)能（式中m為物體的質(zhì)量，M為星球的質(zhì)量，G為萬(wàn)有引力常量）。問(wèn)要使物體沿豎直方向拋出而不落回星球表面，沿星球表面拋出的速度至少是多大？

 

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