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用如图5-3-18所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度.该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器.用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块,滑块可无摩擦滑动,两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出.现将装置沿运动方向固定在汽车上,传感器b在前,传感器a在后.汽车静止时,传感器a、b的示数均为10 N(取g=10 m/s2).

5-3-18

(1)若传感器a的示数为14 N、b的示数为6.0 N,求此时汽车的加速度大小和方向.

(2)当汽车以怎样的加速度运动时,传感器a的示数为零?

解析:传感器上所显示出的力的大小,即弹簧对传感器的压力,据牛顿第三定律知,此即为弹簧上的弹力大小,亦即该弹簧对滑块的弹力大小.

 (1)如图所示,依题意:左侧弹簧对滑块向右的推力F1=14 N,右侧弹簧对滑块的向左的推力F2=6.0 N.

滑块所受合力产生加速度a1,根据牛顿第二定律有F1-F2=ma1,得:a1=(F1-F2)/ m=(14-6.0)/2.0m/s24 m/s2.a1与F1同方向,即向前(向右).

(2)a传感器的读数恰为零,即左侧弹簧的弹力F1′=0,因两弹簧相同,左弹簧伸长多少,右弹簧就缩短多少,所在右弹簧的弹力变为F2′=20 N.滑块所受合力产生加速度,由牛顿第二定律得=F2′=ma2,得:a2-10m/s2.负号表示方向向后(向左).

答案:(1)4.0 m/s2? 向右 (2)10 m/s2? 向左


练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(1)某同学用如图1所示电路来测定电池的电动势和内阻.
①实验开始时,滑片P应位于
A
A
 端.(填A或B)
②该同学测得如下表的五组数据.根据数据在答题卷相应图2中作出U-I图线,从图象可得电池的电动势E=
1.45
1.45
V,内阻r=
0.69
0.69
Ω.(结果均保留二位小数).
1 2 3 4 5
U/V 1.37 1.32 1.24 1.10 1.05
I/A 0.12 0.20 0.31 0.50 0.57
(2)用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验
①实验完毕后选出一条纸带如图3所示,其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通以50Hz的交流电.用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重物的质量为1.00kg,取g=9.80m/s2.甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了
1.82
1.82
J;此时重物的动能比开始下落时增加了
1.71
1.71
J.(结果均保留三位有效数字).实验中产生系统误差的原因是
重物在下落过程中受到阻力作用
重物在下落过程中受到阻力作用


②乙同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以
1
2
v2
为纵轴画出了如图4的图线.图线未过原点O的原因是
打下第一个点时重物已经有速度
打下第一个点时重物已经有速度

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科目:高中物理 来源: 题型:043

在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50 Hz,当地重力加速度的值为9.80 m/s2,测得所用重物的质量为1.00 kg.甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带,量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18 cm、0.19 cm和0.25 cm.可见其中肯定有一位学生在操作上有错误,错误操作是________.

图5-9-8

若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图5-9-8所示(相邻计数点时间间隔为0.02 s).那么:

(1)纸带的________端与重物相连;

(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=________;

(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔEp=________,此过程中物体动能的增加量ΔEk=________(取g=9.8 m/s2);

(4)通过计算,数值上ΔEp________ΔEk(填“>”“=”或“<”),这是因为_____________;

(5)实验的结论是______________________________________________________.

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科目:高中物理 来源: 题型:

在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50 Hz,当地重力加速度的值为9.80 m/s2,测得所用重物的质量为1.00 kg.甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带,量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18 cm0.19 cm0.25 cm.可见其中肯定有一位学生在操作上有错误,错误操作是________.

5-9-8

若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图5-9-8所示(相邻计数点时间间隔为0.02 s).那么:

(1)纸带的________端与重物相连;

(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=________;

(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔEp=________,此过程中物体动能的增加量ΔEk=________(取g=9.8 m/s2);

(4)通过计算,数值上ΔEp________ΔEk(填“>”“=”或“<”),这是因为_____________;

(5)实验的结论是______________________________________________________.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图5-3-18所示是测量待测电阻Rx的电路图,由于电压表、电流表有内阻对实验产生影响,使测量值出现误差,为使测量值更准确,分别测有两组数据:S接a时,电压表、电流表示数分别为U1、I1;S接b时,电压表、电流表示数分别为U2、I2.

图5-3-18

(1)在如图5-3-19所示实物图上用导线连接好电路;

(2)如果电压表示数几乎不变,电流表示数变化较大,待测电阻Rx=__________.

(3)如果电流表示数几乎不变,电压表示数变化较大,待测电阻Rx=__________.

图5-3-19

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