题目内容

用如图7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7

(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:(1)滑块受向右的弹力F1,向左的弹力F2,则F1-F2=ma1                                ①

变形并代入数据

a1== m/s2=4.0 m/s2                                                                   ②

方向向右或向前.

(2)根据题意可知,当左侧弹簧的弹力F1′=0时,由于a、b间距离不变,右侧弹簧的弹力F2′=20 N                                                                   ③

F2′=ma2                                                                                                      ④

变形并代入数据得

a2=F2′/m= m/s2=10 m/s2                                                                             ⑤

方向向左或向后.

答案:(1)4.0 m/s2  方向向右或向前

(2)10 m/s2  方向向左或向后

练习册系列答案
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(1)①某同学用如图1所示的装置来探究机械能守恒定律:实验中,得到了甲、乙、丙三条实验纸带,如图2所示,则应选
甲
甲
纸带好.

在实验中若所用重物的质量为l.00kg,当地的重力加速度为g=9.80m/s2,在某次实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图3所示,把第一个点记作0,另选取连续的4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A,B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm,70.18cm,77.76cm、85.73cm.
②根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于
7.62
7.62
J,动能的增加量等于
7.57
7.57
J(取三位有效数字).
③由以上的计算结果可看出,重物由O点运动到C点,重力势能的减少量
大
大
于动能的增加量,试简单阐述造成这一结果的两个理由
由于空气的阻力
由于空气的阻力
、
纸带与打点计时器之间有摩擦
纸带与打点计时器之间有摩擦
.
(2)用如图甲所示的装置,来验证碰撞过程中的动量守恒.图中PQ是斜槽,QR为水平槽.O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,A、B两球的质量之比mA:mB=3:1.先使A球从斜槽上固定位置G由静止释放,在水平地面的记录纸上留下落点痕迹,重复10次,得到10个落点.再把B球放在水平槽上的末端R处,让A球仍从位置G由静止释放,与B球碰撞,碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复10次.A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图乙所示,其中米尺的零点与O点对齐.

①碰撞后A球的水平射程应取
14.50
14.50
cm.
②本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度.下面的实验条件中,可能不能使小球飞行的水平距离表示为水平速度的是
C
C
.
A.使A、B两小球的质量之比改变为5:1
B.升高固定点G的位置
C.使A、B两小球的直径之比改变为1:3
D.升高桌面的高度,即升高R点距地面的高度
③利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为
1.01
1.01
.(结果保留三位有效数字)

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