题目内容
)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(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q,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a与q 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?
答案:见详解
解析:
解析:
(1)小球受力如图1-19所示,由牛顿第二定律得:a===gtanq.设细金属与竖直方向夹角为q时,其与电阻丝交点为D,CD间的电压为U′,则===,故得a=gtanq=g·=g. (2)因CD间的电压最大值为U/2,即Umax′=U/2,所以amax=g.
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