(2003?順德區(qū)模擬)角速度計可測量飛機、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動角速度,其結(jié)構(gòu)如圖所示,當(dāng)系統(tǒng)繞OO′轉(zhuǎn)動時,元件A發(fā)生位移并輸出的電壓信號,成為飛機、衛(wèi)星等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源.已知A的質(zhì)量為m,彈簧勁度系數(shù)為k、自然長度為L,電源電動勢為E、內(nèi)阻不計,滑動變阻器總長度為L.電阻分布均勻,系統(tǒng)靜止時P在B點,當(dāng)系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動時,輸出電壓U和ω的函數(shù)式為
mEω2
k-mω2
mEω2
k-mω2
分析:當(dāng)系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動時,由彈簧的彈力提供元件A的向心力,根據(jù)牛頓第二定律得到角速度ω與彈簧伸長的長度x的關(guān)系式.根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比,得到電壓U與x的關(guān)系式,再聯(lián)立解得電壓U與ω的函數(shù)關(guān)系式.
解答:解:設(shè)系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動時,彈簧伸長的長度為x,則
對元件A,根據(jù)牛頓第二定律得
kx=mω2(L+x)        ①
又輸出電壓U=
RBP
RBC
E=
x
L
E ②
由①②得
U=
mEω2
k-mω2

故答案為:
mEω2
k-mω2
點評:本題是力電綜合問題,關(guān)鍵要尋找力電聯(lián)系的橋梁.本題力電聯(lián)系的紐帶是彈簧伸長的長度.中等難度.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2003?順德區(qū)模擬)如圖所示,a為帶正電的物體,b為不帶電的絕緣物塊,a、b疊放在粗糙水平地面上.地面上方有垂直紙面向里的勻強磁場,現(xiàn)用恒力F拉b,使a、b一起無相對滑動地向左加速運動,則在加速階段,a受到b施加的摩擦力方向及大小變化是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2003?順德區(qū)模擬)關(guān)于帶負(fù)電的粒子(重力可忽略不計),下面說法中正確的是( 。
①沿電場線方向飛入勻強電場,電場力做功,動能增加
②垂直電場線方向飛入勻強電場,電場力做功,動能增加
③垂直磁感線方向飛入勻強磁場,磁場力不做功,動能不變
④沿磁感線方向飛入勻強磁場,磁場力做功,動能增加.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2003?順德區(qū)模擬)如圖所示,在測電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中,接通開關(guān),電壓表有讀數(shù),電流表示數(shù)為零.改變變阻器滑片的位置,電流表也沒有反應(yīng).用多用表電壓檔檢查電路,把紅表筆接到電池的正極,黑表筆分別接觸電流表的正極(b點)和負(fù)極(c點),多用表電壓檔的示數(shù)均零;用黑表筆分別接觸d點、e點,多用表電壓檔的示數(shù)均和電壓表示數(shù)相等.檢查各接線柱選擇均正確且接觸良好,則電路中發(fā)生故障的原因是
dc線段斷路
dc線段斷路
.故障排除后,根據(jù)得出的數(shù)據(jù)作出的U-I圖象,如圖所示,由圖象得出電池的電動勢E=
3.0
3.0
 V,內(nèi)電阻r=
2.0
2.0
Ω.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2003?順德區(qū)模擬)一個勁度系數(shù)為K=800N/m的輕彈簧,兩端分別連接著質(zhì)量均為m=12kg物體A和B,將它們豎直靜止地放在水平地面上,如圖所示.施加一豎直向上的變力F在物體A上,使物體A從靜止開始向上做勻加速運動,當(dāng)t=0.4s時物體B剛離開地面(設(shè)整個勻加速過程彈簧都處于彈性限度內(nèi),取g=10m/s2).求:
(1)此過程中物體A的加速度的大小
(2)此過程中所加外力F所做的功.

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