题目内容

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）.

图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／s2＝4 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
相关题目
（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
．
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______________________________________________________.

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______________________________________________________.
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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