分析 (1)a.当线圈与外电路断开时,弹簧弹力F的大小与托盘位移x是线性关系,当x=0时,弹簧弹力和骨架、脱皮、弹簧、线圈整体的重力平衡;
b.当骨架、脱皮、弹簧、线圈和重物整体受力平衡时速度最大,图F-x中图线与x轴包围的面积表示弹力功的大小;
(2)a.加上弹力后,骨架、脱皮、弹簧、线圈和重物整体受重力、弹力和安培力而平衡,根据平衡条件和安培力公式列式求解质量M的表达式;
b.根据质量M的表达式分析增大质量的测量范围的可行措施.
解答 解:(1)a.未放重物时,弹簧已经被压缩,弹力大小为m0g.
弹簧弹力F的大小与托盘位移x的关系图象如图所示.
b.未放重物时 kx0=m0g
当托盘速度达到最大时
k ( x0+x )=( m0+m )g
解得:x=$\frac{mg}{k}$
图中阴影部分面积即为从托盘放上质量为m的重物开始到托盘达到最大速度的过程中弹力所做的功的大小,弹力做负功,有:
W=-$\frac{({m}_{0}+m+{m}_{0})g}{2}×\frac{mg}{k}$=-$\frac{(2{m}_{0}+m)m{g}^{2}}{2k}$;
(2)a.给线圈供电后,托盘回到原来的位置,线圈、骨架、托盘与重物处于平衡状态,有:
2nBIL+kx0=(m0+M ) g,
解得:M=$\frac{2nBIL}{g}$;
b.要增大此电子装置的量程,可以增加线圈的匝数、增大线圈的边长、增大磁感应强度.
答:当线圈与外电路断开时
a.以不放重物时托盘的位置为位移起点,竖直向下为位移的正方向,托盘轻轻放上质量为m的重物后,托盘向下运动过程中弹簧弹力F的大小与托盘位移x的关系图象如图所示;
b.根据上面得到的F-x图象,从托盘放上质量为m的重物开始到托盘达到最大速度的过程中,弹簧弹力所做的功W为$\frac{(2{m}_{0}+m)m{g}^{2}}{2k}$;
(2)当线圈与外电路接通时
a.通过外电路给线圈供电,托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,若线圈能够承受的最大电流为I,该装置能够测量的最大质量M为$\frac{2nBIL}{g}$;
b.在线圈能承受的最大电流一定的情况下,要增大质量的测量范围,可以增加线圈的匝数、增大线圈的边长、增大磁感应强度.
点评 本题考查电子秤的原理,关键是明确骨架、脱皮、弹簧、线圈和重物整体的受力情况,根据平衡条件列式分析,注意结合图象法求解变力做功.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | n1:n2 | B. | n2:n1 | C. | 1:n1n2 | D. | 1:1 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 重心、合力的概念都体现了等效思想 | |
B. | 用质点来代替物体的方法运用了假设法 | |
C. | 伽利略理想斜面实验运用了在可靠的实验事实基础上进行合理外推的方法 | |
D. | 在实验探究加速度与力、质量的关系时,运用了控制变量法 |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 若x表示某质点做匀速圆周运动的速度,则$\frac{△x}{△t}$是恒定不变的 | |
B. | 若x表示某质点做竖直上抛运动过程中上上升的高度,则$\frac{△x}{△t}$一定变大. | |
C. | 若x表示某运动质点的动能,则$\frac{△x}{△t}$越大,质点所受的外力做的总功就越多 | |
D. | 若x表示某质点做平抛运动的速度,则$\frac{△x}{△t}$是恒定不变的 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 启动时,7车对6车的作用力为推力 | |
B. | 关闭动力滑行时,6、7车之间既无推力也无拉力 | |
C. | 匀速运动时,6、7车之间既无推力也无拉力 | |
D. | 匀速运动时,6、7车之间的作用力小于2、3车之间的作用力 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 背越式跳高比赛中要研究运动员过杆的技术要领时,可把运动员当成“质点”来处理 | |
B. | 在400米比赛中,处于第1跑道的丁丁同学正好跑了完整一圈,他的成绩为50.0s,则他在整个过程的平均速度为0 | |
C. | 文文同学在100 m比赛的成绩是13.35 s,其13.35 s指的是“时刻” | |
D. | 强强同学的投标枪成绩为50.8m,其50.8 m为标枪在空中运动的路程 |
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