Question

某位移傳感器的工作原理如圖1所示，物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬桿P，通過(guò)理想電壓表顯示的數(shù)據(jù)來(lái)反映物體的位移x．設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，物體M以O(shè)點(diǎn)為平衡位置做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（取向右為正方向），振幅為，物體經(jīng)過(guò)0點(diǎn)時(shí)P恰好位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)．若電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間#的變化關(guān)系如圖2所示，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．在t₁時(shí)刻M具有正方向最大速度
B．在t₂時(shí)刻M的速度為零
C．在t_l時(shí)刻到t₂時(shí)刻時(shí)間內(nèi)，M的加速度先減小后增大
D．在t_l時(shí)刻到t₂時(shí)刻時(shí)間內(nèi)，M的加速度先增大后減小

Answer 1

【答案】分析：由U-t圖，讀出0、t₁、t₂時(shí)刻的電壓，確定物體的位置．根據(jù)電壓的變化情況，判斷物體的運(yùn)動(dòng)方向，結(jié)合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：加速度方向始終指向平衡，就能分析物體的速度和加速度的方向及大小變化．
解答：解：A、在t₁時(shí)刻，電壓，且正在增加；故物體在平衡位置，且向右運(yùn)用；故A正確；
B、在t₂時(shí)刻，物體返回平衡位置，速度最大，故B錯(cuò)誤；
C、D、在t_l時(shí)刻到t₂時(shí)刻時(shí)間內(nèi)，物體從平衡位置向右達(dá)到最大位移后返回出發(fā)點(diǎn)，加速度a=-，故加速度先增加后減小，故C錯(cuò)誤，D正確；
故選AD．
點(diǎn)評(píng)：本題是力電綜合題，既要研究電壓如何變化，又要研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，更要抓住它們之間的聯(lián)系．本題通過(guò)位移將力電聯(lián)系起來(lái)，這是解決本題的關(guān)鍵．