题目内容
如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上运动时的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装了一个压力传感器a和b．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量m=2.0kg的滑块，滑块可无摩擦滑动；两弹簧的另一端分别压在a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．当弹簧作用在传感器上的力为压力时，示数为正；当弹簧作用在传感器上的力为拉力时，示数为负．现将装置沿运动方向固定在汽车上．汽车静止时，a、b的示数均为10N（取g=10m/s2）．
（1）若传感器b的示数为14N，a的示数应该是多少？
（2）当汽车以什么样的加速度运动时，传感器b的示数为零？
（3）若传感器b的示数为-5N，车的加速度大小和方向如何？
解：（1）由题意知：
Fa0=Fb0=kx0=10N，
Fb=k（x0+△x）=14N
解之得：△Fb=k△x=4N
代入得：Fa=k（x0-△x）=10N-4N=6N
（2）传感器b的示数为零时，△Fb′=10N
则Fa′=Fa0+△Fb′=10N+10N=20N
对m应用牛顿第二定律得Fa′=ma
得a=
m/s2=10m/s2
加速度的方向向左．
（3）若当Fb′=-5N时，△Fb″=15N
则Fa″=Fa0+△Fb″=10N+15N=25N
m受到的合力大小为F′=Fa″+
=25N+5N=30N，
此时m的加速度为：
m/s2=15m/s2
方向向左．
答：（1）若传感器b的示数为14N，a的示数应该是6N；
（2）当汽车的加速度为10m/s2，方向向左时，传感器b的示数为零；
（3）若传感器b的示数为-5N，车的加速度大小为15m/s2，方向向左．
分析：（1）根据胡克定律求出汽车静止时ab弹簧的压缩量，再求出传感器b的示数为14N时，b弹簧又被压缩的量△x，则a又被拉伸了△x，根据胡克定律求解a的示数；
（2）（3）滑块在水平方向上受到的力为a、b两个弹簧施加的弹力，这两个弹力的合力提供加速度，根据牛顿第二定律列式求解．
点评：传感器的示数就是等于该侧弹簧的弹力，也等于弹簧施加给滑块的弹力，对滑块受力分析，运用牛顿第二定律解题．此题要注意弹簧的弹力跟伸长量或缩短量成正比．
Fa0=Fb0=kx0=10N，
Fb=k（x0+△x）=14N
解之得：△Fb=k△x=4N
代入得：Fa=k（x0-△x）=10N-4N=6N
（2）传感器b的示数为零时，△Fb′=10N
则Fa′=Fa0+△Fb′=10N+10N=20N
对m应用牛顿第二定律得Fa′=ma
得a=
m/s2=10m/s2 加速度的方向向左．
（3）若当Fb′=-5N时，△Fb″=15N
则Fa″=Fa0+△Fb″=10N+15N=25N
m受到的合力大小为F′=Fa″+
=25N+5N=30N，此时m的加速度为：
m/s2=15m/s2 方向向左．
答：（1）若传感器b的示数为14N，a的示数应该是6N；
（2）当汽车的加速度为10m/s2，方向向左时，传感器b的示数为零；
（3）若传感器b的示数为-5N，车的加速度大小为15m/s2，方向向左．
分析：（1）根据胡克定律求出汽车静止时ab弹簧的压缩量，再求出传感器b的示数为14N时，b弹簧又被压缩的量△x，则a又被拉伸了△x，根据胡克定律求解a的示数；
（2）（3）滑块在水平方向上受到的力为a、b两个弹簧施加的弹力，这两个弹力的合力提供加速度，根据牛顿第二定律列式求解．
点评：传感器的示数就是等于该侧弹簧的弹力，也等于弹簧施加给滑块的弹力，对滑块受力分析，运用牛顿第二定律解题．此题要注意弹簧的弹力跟伸长量或缩短量成正比．
练习册系列答案
相关题目
用如图所示的装置可以测量物体与桌面间的动摩擦因数．物体A放在带滑轮的水平长板上，用跨过滑轮（滑轮的大小可不计）的细线将A与另一个物体B相连．开始时B离地面高度为h，A离长板右端距离也为h，从静止释放B后，B会带动A做加速运动，当B落地时A正好离开长木板，最后A也落地（A在空中运动时细线始终处于松弛状态，A、B落地后均不会反弹）．已测得A、B的质量相等，h为已知，手边只有刻度尺一个测量工具．
（2008?宁波模拟）如图所示的装置可以测量飞行器在竖直方向上做匀加速直线运动的加速度，该装置是在矩形箱子的上、下壁上各安装一个可以测力的传感器，分别连接两根劲度系数相同（可拉伸可压缩）的轻弹簧的一端，弹簧的另一端都固定在一个滑块上，滑块套在光滑竖直杆上，现将该装置固定在一飞行器上，传感器P在上，传感器Q在下．飞行器在地面静止时，传感器P、Q显示的弹力大小均为10N．求：
如图所示的装置可以测量飞行器在竖直方向上做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的上、下壁上各安装一个可以测力的传感器，分别连接两根劲度系数相同（可拉伸可压缩）的轻弹簧的一端，弹簧的另一端都固定在一个滑块上，滑块套在光滑竖直杆上．现将该装置固定在一飞行器上，传感器P在上，传感器Q在下．飞行器在地面静止时，传感器P、Q显示的弹力大小均为10N．求：
（3）快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（92239U）很不稳定，经过
用如图所示的装置可以测定棱镜的折射率，其中ABC表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的两个锐角α和β都是已知的，紧贴直角边AC的是一块平面镜，将束光线SO入射到棱镜的AB面上，适当调整SO的入射方向，使从AB面出射的光线与入射光线SO恰好重合，在这种情况下，仅需要测出一个物理量