Question

【題目】2016年8月20號被稱為“世界橋梁建筑史上的奇跡”的張家界玻璃橋試營業(yè)了，該玻璃棧橋全透明玻璃鋪設,主跨,開業(yè)至今,慕名而來的游客絡繹不絕,都想親身體驗一把,但也有很多人表示非常擔憂,怕會危及游客的生命,為了消除游客的疑慮,張家界景區(qū)的工作人員請來專業(yè)的玻璃設計師大家進行安全測試:張家界玻璃橋采用新型玻璃,要求每1×10-3m2能承受350N的撞擊力,測試時,設計師取一小塊玻璃樣品(質(zhì)量可不計),平放在如圖甲所示電路中的壓力傳感器上,閉合開關(guān)S,釋放重物,經(jīng)撞擊后玻璃仍完好無損,電流表的示數(shù)隨時間變化的圖象如圖乙所示(不考慮t0時刻之后的情況)。已知壓力傳感器的阻值隨壓力變化的圖象如圖丙所示:玻璃受到最大撞擊力時與重物的接觸面積剛好是1×10-3m2；電源電壓,定值電阻。則:

（1）從重物開始下落到撞擊玻璃樣品前這段時間內(nèi),電阻兩端的電壓是多少?

（2）玻璃樣品受到的最大撞擊力多大?該樣品是否滿足設計要求?

Answer 1

【答案】（1） 2V （2）400N，滿足要求

【解析】

(1)由題知撞擊前傳感器阻值最大,所以電路中電流最小,由圖乙可知電路最小電流 所以從重物開始下落到撞擊玻璃樣品前這段時間內(nèi),電阻兩端的電壓是：

(2)玻璃樣品受到的最大撞擊力時,傳感器電阻最小,電路中電流最大,由圖乙可知最大電流為 此時兩端電壓

由圖甲可知傳感器與串聯(lián),所以此時傳感器兩端電壓

所以傳感器此時的電阻

由圖丙可知當傳感器電阻為時, 玻璃樣品受到的最大撞擊力為

所以滿足設計要求

答：(1) 從重物開始下落到撞擊玻璃樣品前這段時間內(nèi),電阻兩端的電壓是；

(2)玻璃樣品受到的最大撞擊力；

樣品滿足設計要求。