“加速度計(jì)”作為測定運(yùn)動(dòng)物體加速度的儀器,已被廣泛應(yīng)用,圖所示為應(yīng)變式加速度計(jì)的原理圖:支架AB固定在待測系統(tǒng)上,滑塊穿在AB之間的水平光滑桿上,并用輕彈簧連接在A端,其下端有一活動(dòng)臂可在滑動(dòng)變阻器上自由滑動(dòng).隨著系統(tǒng)沿水平方向做變速運(yùn)動(dòng),滑塊相對于支架將發(fā)生位移,并通過電路轉(zhuǎn)換成電信號從電壓表輸出.已知電壓表量程為8V,滑塊質(zhì)量m=0.1kg,彈簧勁度系數(shù)k=20N/m,電源電動(dòng)勢E=10V,內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器總電阻值R=40Ω,有效總長度l=8cm.當(dāng)待測系統(tǒng)靜上時(shí),滑動(dòng)觸頭P位于變阻器R的中點(diǎn),取A→B方向?yàn)樗俣日较颍?br />(1)確定該加速度計(jì)測量加速度的范圍.
(2)為保證電壓表能正常使用,圖甲電路中電阻R0至少應(yīng)為多大?
(3)根據(jù)R0的最小值,寫出待測系統(tǒng)沿A→B做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),電壓表輸出電壓UV與加速度a的關(guān)系式.
(4)根據(jù)R0的最小值,將電壓表盤上的電壓刻度改成適當(dāng)?shù)募铀俣瓤潭,將對?yīng)的加速度值填入圖乙中電壓表盤的小圓內(nèi).
分析:(1)P端左右移動(dòng)最多4cm,彈簧最大形變量0.04m,根據(jù)胡克定律和牛頓第二定律求得加速度的測量范圍.
(2)當(dāng)P在最右端時(shí),電壓表讀數(shù)最大,當(dāng)讀數(shù)為8V時(shí),根據(jù)閉合電路歐姆定律求R0的最小值.
(3)電壓表測量滑動(dòng)變阻器左側(cè)部分的電壓,由閉合電路歐姆定律可得出電壓的表達(dá)式;由彈簧的移動(dòng)可得出此時(shí)的受到的彈力,由牛頓第二定律可得出加速度與電壓間的關(guān)系;
(4)根據(jù)加速度與電壓的關(guān)系式,求出不同電壓值時(shí)的加速度值.
解答:解:(1)P端左右移動(dòng)最多4cm,彈簧最大形變量0.04m,物體加速度大小為a=
kx
m
=
20×0.04
0.1
=8m/s2
 所以該加速度計(jì)測量加速度的范圍是-8m/s 2≤a≤8m/s2
(2)當(dāng)P在最右端時(shí),電壓表讀數(shù)最大,當(dāng)讀數(shù)為8V時(shí),Ro兩端電壓為U0=E-UV=10V-8V=2V
R
R0
=
UV
U0
,得R0=
U0
UV
R
=
2
8
×40
=10Ω
(3)當(dāng)加速度向左,大小為a時(shí),彈簧的形變量為x,電壓表的輸出電壓為UV.則
   kx=ma
  又 UV=
R′
R+R0
E=
1
2
l+x
l
R+R0
E
R,
代入解得,UV=4+0.5a.
同理,當(dāng)加速度向右大小為a時(shí),彈簧的形變量△x電壓表的輸出電壓,UV=4-0.5a.
(4)以加速度向右為正.由電壓和加速度的關(guān)系U=4-0.5a
當(dāng)U =0時(shí),a =8m/s2;當(dāng)U=2V時(shí),a =4m/s2;當(dāng)U=4V時(shí),a =0m/s2;當(dāng)U=6V,a=-4m/s2;當(dāng)U=8V,a=-8m/s2;
答:
(1)確定該加速度計(jì)測量加速度的范圍是-8m/s 2≤a≤8m/s2
(2)為保證電壓表能正常使用,圖甲電路中電阻R0至少應(yīng)為10Ω.
(3)根據(jù)R0的最小值,寫出待測系統(tǒng)沿A→B做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),電壓表輸出電壓UV與加速度a的關(guān)系式是UV=4+0.5a或UV=4-0.5a.
(4)根據(jù)R0的最小值,將電壓表盤上的電壓刻度改成適當(dāng)?shù)募铀俣瓤潭龋瑢?yīng)的加速度值如圖所示.
點(diǎn)評:本題將力學(xué)與電學(xué)有機(jī)的結(jié)合在一起,考查了學(xué)生分析能力及綜合考慮問題的能力,是一道不可多得的好題.
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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)“加速度計(jì)”作為測定物體加速度的儀器,已被廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、潛艇、導(dǎo)彈、航天器等裝置的制導(dǎo)中,如圖所示是“應(yīng)變式加速度計(jì)”的原理圖.支架A、B固定在待測系統(tǒng)上,滑塊穿在A、B間的水平光滑桿上,并用輕彈簧固接于支架A上,其下端的滑動(dòng)臂可在滑動(dòng)變阻器上自由滑動(dòng).隨著系統(tǒng)沿水平方向做變速運(yùn)動(dòng),滑塊相對于支架發(fā)生位移,并通過電路轉(zhuǎn)換為電信號從1、2兩接線柱輸出.?已知滑塊質(zhì)量為m,彈簧勁度系數(shù)為k,電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)電阻為r,滑動(dòng)變阻器總阻值R=4r,有效總長度為L.當(dāng)待測系統(tǒng)靜止時(shí),滑動(dòng)臂P位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn),且1、2兩接線柱輸出的電壓U0=0.4E.取AB方向?yàn)閰⒖颊较颍?br />(1)寫出待測系統(tǒng)沿AB方向做變速運(yùn)動(dòng)的加速度a與1、2兩接線柱間的輸出電壓U間的關(guān)系式.?
(2)確定該“加速度計(jì)”的測量范圍.

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科目:高中物理 來源: 題型:

“加速度計(jì)”作為測定物體加速度的儀器,已被廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、潛艇、導(dǎo)彈、航天器等裝置的制導(dǎo)中,如圖10-3-17所示是“應(yīng)變式加速度計(jì)”的原理圖.支架A、B固定在待測系統(tǒng)上,滑塊穿在A、B間的水平光滑桿上,并用輕彈簧固接于支架A上,其下端的滑動(dòng)臂可在滑動(dòng)變阻器上自由滑動(dòng).隨著系統(tǒng)沿水平方向做變速運(yùn)動(dòng),滑塊相對于支架發(fā)生位移,并通過電路轉(zhuǎn)換為電信號從1、2兩接線柱輸出.

已知滑塊質(zhì)量為m,彈簧勁度系數(shù)為k,電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)電阻為r,滑動(dòng)變阻器總阻值R=4r,有效總長度為L.當(dāng)待測系統(tǒng)靜止時(shí),滑動(dòng)臂P位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn),且1、2兩接線柱輸出的電壓U0=0.4E.取AB方向?yàn)閰⒖颊较?

(1)寫出待測系統(tǒng)沿AB方向做變速運(yùn)動(dòng)的加速度a與 “1、2”兩接線柱間的輸出電壓U間的關(guān)系式

(2)確定該“加速度計(jì)”的測量范圍.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(18分)“加速度計(jì)”作為測定運(yùn)動(dòng)物體加速度的儀器,已被廣泛應(yīng)用,圖甲所示為應(yīng)變式加速度計(jì)的原理圖:支架AB固定在待測系統(tǒng)上,滑塊穿在AB之間的水平光滑桿上,并用輕彈簧連接在A端,其下端有一活動(dòng)臂可在滑動(dòng)變阻器上自由滑動(dòng).隨著系統(tǒng)沿水平方向做變速運(yùn)動(dòng),滑塊相對于支架將發(fā)生位移,并通過電路轉(zhuǎn)換成電信號從電壓表輸出.已知電壓表量程為8V,滑塊質(zhì)量m=0.1kg,彈簧勁度系數(shù)k=20N/m,電源電動(dòng)勢E=10V,內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器總電阻值R=40Ω,有效總長度l=8cm.當(dāng)待測系統(tǒng)靜上時(shí),滑動(dòng)觸頭P位于變阻器R的中點(diǎn),取AB方向?yàn)樗俣日较颉?/p>

(1)確定該加速度計(jì)測量加速度的范圍。

(2)為保證電壓表能正常使用,圖甲電路中電阻R0至少應(yīng)為多大?

(3)根據(jù)R0的最小值,寫出待測系統(tǒng)沿AB做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),電壓表輸出電壓UV與加速度a的關(guān)系式.

(4)根據(jù)R0的最小值,將電壓表盤上的電壓刻度改成適當(dāng)?shù)募铀俣瓤潭龋瑢?yīng)的加速度值填入圖乙中電壓表盤的小圓內(nèi)。

 

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科目:高中物理 來源:河北省正定中學(xué)2010屆高三一模模擬(三)理綜物理部分 題型:計(jì)算題

(18分)“加速度計(jì)”作為測定運(yùn)動(dòng)物體加速度的儀器,已被廣泛應(yīng)用,圖甲所示為應(yīng)變式加速度計(jì)的原理圖:支架AB固定在待測系統(tǒng)上,滑塊穿在AB之間的水平光滑桿上,并用輕彈簧連接在A端,其下端有一活動(dòng)臂可在滑動(dòng)變阻器上自由滑動(dòng).隨著系統(tǒng)沿水平方向做變速運(yùn)動(dòng),滑塊相對于支架將發(fā)生位移,并通過電路轉(zhuǎn)換成電信號從電壓表輸出.已知電壓表量程為8V,滑塊質(zhì)量m=0.1kg,彈簧勁度系數(shù)k=20N/m,電源電動(dòng)勢E=10V,內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器總電阻值R=40Ω,有效總長度l=8cm.當(dāng)待測系統(tǒng)靜上時(shí),滑動(dòng)觸頭P位于變阻器R的中點(diǎn),取AB方向?yàn)樗俣日较颉?br />(1)確定該加速度計(jì)測量加速度的范圍。
(2)為保證電壓表能正常使用,圖甲電路中電阻R0至少應(yīng)為多大?
(3)根據(jù)R0的最小值,寫出待測系統(tǒng)沿AB做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),電壓表輸出電壓UV與加速度a的關(guān)系式.
(4)根據(jù)R0的最小值,將電壓表盤上的電壓刻度改成適當(dāng)?shù)募铀俣瓤潭,將對?yīng)的加速度值填入圖乙中電壓表盤的小圓內(nèi)。

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