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如图所示是一种悬球式加速度仪,它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度.m是一个金属球,它系在金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为L的电阻丝,其电阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计,电阻丝的中点C焊接一根导线.从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表V(金属丝和导线电阻不计);图中虚线OC与AB相垂直,且OC=h,电阻丝AB接在电压为E的直流稳压电源上,整个装置固定在列车中使AB沿着前进的方向,列车静止时金属丝呈竖直状态,当列车加速或减速前进时,金属丝将偏离竖直方向,从电压表的读数变化可以测出加速度的大小.

图5-8

(1)当列车向右匀加速运动时,试写出加速度a与电压表读数U的对应关系.以便重新刻制电压表表面使它成为直读加速度数值的加速计.

(2)用此装置测得的最大加速度是多少?

(3)为什么C点设置在电阻丝AB的中间?对电压表的选择有什么特殊要求?

(1)a=  (2)amax=

(3)C点设置在AB中间的好处是:利用这个装置还可以测定列车做匀减速运动时的负加速度,这时小球偏向OC线的右方;伏特表要零点在中间,量程大于


解析:

(1)当列车向右加速时,设加速度为a,金属丝左偏角为θ,对质量为m的金属球受力分析得出:tanθ=,金属丝在滑线电阻丝上左滑为x,由几何关系有tanθ=,再由线性电阻上的分压原理:,解得:a=.

(2)测量最大加速度时,金属丝摆在滑线电阻的最左端或最右端,此时电压表的示数为恒压的一半,即U=,所以有amax=.

(3)C点设置在AB中间的好处是:利用这个装置还可以测定列车做匀减速运动时的负加速度,这时小球偏向OC线的右方;伏特表要零点在中间,量程大于.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示是一种悬球式加速度仪,它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度.m是一个金属球,它系在金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为L的电阻丝,其电阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计,电阻丝的中点C焊接一根导线.从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表V(金属丝和导线电阻不计);图中虚线OC与AB相垂直,且OC=h,电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上,整个装置固定在列车中使AB沿着前进的方向,列车静止时金属丝呈竖直状态,当列车加速或减速前进时,金属线将偏离竖直方向,从电压表的读数变化可以测出加速度的大小.
(1)当列车向右匀加速运动时,试写出加速度a与电压表读数U′的对应关系.
(2)用此装置测得的最大加速度是多少?
(3)为什么C点设置在电阻丝AB的中间?对电压表的选择有什么特殊要求?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示是一种悬球式加速度仪,它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度,金属球的质量为m,它系在金属球丝下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为L的均匀电阻丝,其阻值为R,金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计.电阻丝的中点C焊接一根导线,从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表V(金属丝和导线电阻不计).图中虚线OC与AB垂直,且OC=h.电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上,整个装置固定在列车中且AB沿着车前进的方向,列车静止时金属丝呈竖直状态,当列车加速前进时,金属丝将偏离竖直方向,从电压表V的读数变化可以测出加速度的大小.
(1)当列车向右做匀加速直线运动时,试导出加速度a与电压表读数U′的关系式(用U′、U、L、h及重力加速度g等表示).
(2)用导出的a与U′的关系式说明表盘上a的刻度是否均匀.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示是一种悬球式加速度仪,它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度.m是一个金属球,它系在金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为L的电阻丝,其电阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计,电阻丝的中点C焊接一根导线.从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表V(金属丝和导线电阻不计);图中虚线OC与AB相垂直,且OC=h,电阻丝AB接在电压为E的直流稳压电源上,整个装置固定在列车中使AB沿着前进的方向,列车静止时金属丝呈竖直状态,当列车加速或减速前进时,金属丝将偏离竖直方向,从电压表的读数变化可以测出加速度的大小.

图5-8

(1)当列车向右匀加速运动时,试写出加速度a与电压表读数U的对应关系.以便重新刻制电压表表面使它成为直读加速度数值的加速计.

(2)用此装置测得的最大加速度是多少?

(3)为什么C点设置在电阻丝AB的中间?对电压表的选择有什么特殊要求?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示是一种悬球式加速度仪,它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度,m是一个金属球,它系在金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为l的电阻丝,其阻值为R。金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计,电阻丝的中点C焊接一根导线。从O点引出一根导线,两线之间

接入一个电压表V(金属丝和导线电阻不计),图中虚

线OC与AB相垂直,且OC=h,电阻丝AB接在电压

为U的直流稳压电源上,整个装置固定在列车中使A

B沿着车前进的方向,列车静止时金属丝呈竖直方向,               

从电压表的读数变化可以测出加速度的大小。

当列车向右做匀加速运动时,试写出加速度a与电压表读数U的对应关系,以便重新刻制电压表表面使它成为直读加速度数值的加速度计。

为什么C点设置在电阻丝AB的中间?对电压表的选择应有什么特殊要求?                                         

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科目:高中物理 来源:2011年四川省成都市高二10月检测物理卷 题型:计算题

如图所示是一种悬球式加速度仪,它可以用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度。m是一个金属球,它系在细金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为l的电阻丝,其阻值为R。金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计。电阻丝的中点C焊接一根导线.从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表V(金属丝和导线电阻不计)。图中虚线OCAB相垂直,且OC=h,电阻丝AB接在电压恒为U的直流稳压电源上。整个装置固定在列车中使AB沿着车前进的方向。列车静止时金属丝呈竖直状态;当列车加速或减速前进时,金属线将偏离竖直方向θ,从电压表的读数变化可以测出加速度的大小。

1.当列车向右做匀加速直线运动时,试写出加速度aθ角的关系及加速度a与电压表读数U′的对应关系。

2.这个装置能测得的最大加速度是多少?

 

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