用如圖5-3-18所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運動的加速度.該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個由力敏電阻組成的壓力傳感器.用兩根相同的輕彈簧夾著一個質(zhì)量為2.0 kg的滑塊，滑塊可無摩擦滑動，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出.現(xiàn)將裝置沿運動方向固定在汽車上，傳感器b在前，傳感器a在后.汽車靜止時，傳感器a、b的示數(shù)均為10 N（取g＝10 m／s2）.

圖5-3-18

（1）若傳感器a的示數(shù)為14 N、b的示數(shù)為6.0 N，求此時汽車的加速度大小和方向.

（2）當汽車以怎樣的加速度運動時，傳感器a的示數(shù)為零?

解析：傳感器上所顯示出的力的大小，即彈簧對傳感器的壓力，據(jù)牛頓第三定律知，此即為彈簧上的彈力大小，亦即該彈簧對滑塊的彈力大小.

 (1)如圖所示，依題意：左側(cè)彈簧對滑塊向右的推力F1＝14 N，右側(cè)彈簧對滑塊的向左的推力F2＝6.0 N.

滑塊所受合力產(chǎn)生加速度a1，根據(jù)牛頓第二定律有F1-F2＝ma1，得：a1＝（F1-F2）/ m＝(14-6.0)/2.0m／s2＝4 m／s2.a1與F1同方向，即向前(向右).

(2)a傳感器的讀數(shù)恰為零，即左側(cè)彈簧的彈力F1′＝0，因兩彈簧相同，左彈簧伸長多少，右彈簧就縮短多少，所在右彈簧的彈力變?yōu)镕2′＝20 N.滑塊所受合力產(chǎn)生加速度，由牛頓第二定律得＝F2′＝ma2，得：a2＝＝-10m／s2.負號表示方向向后(向左).

答案：(1)4.0 m／s2?　向右　(2)10 m／s2?　向左


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（1）某同學(xué)用如圖1所示電路來測定電池的電動勢和內(nèi)阻．
①實驗開始時，滑片P應(yīng)位于
A
A
 端．（填A(yù)或B）
②該同學(xué)測得如下表的五組數(shù)據(jù)．根據(jù)數(shù)據(jù)在答題卷相應(yīng)圖2中作出U-I圖線，從圖象可得電池的電動勢E=
1.45
1.45
V，內(nèi)阻r=
0.69
0.69
Ω．（結(jié)果均保留二位小數(shù)）．
1 2 3 4 5
U/V 1.37 1.32 1.24 1.10 1.05
I/A 0.12 0.20 0.31 0.50 0.57
（2）用自由落體法進行“驗證機械能守恒定律”的實驗
①實驗完畢后選出一條紙帶如圖3所示，其中O點為電磁打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，打點計時器通以50Hz的交流電．用刻度尺測得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點，重物的質(zhì)量為1.00kg，取g=9.80m/s2．甲同學(xué)根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當打點計時器打到B點時重物的重力勢能比開始下落時減少了
1.82
1.82
J；此時重物的動能比開始下落時增加了
1.71
1.71
J．（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）．實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是
重物在下落過程中受到阻力作用
重物在下落過程中受到阻力作用
．

②乙同學(xué)利用他自己實驗時打出的紙帶，測量出了各計數(shù)點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數(shù)點對應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以
1
2
v2為縱軸畫出了如圖4的圖線．圖線未過原點O的原因是
打下第一個點時重物已經(jīng)有速度
打下第一個點時重物已經(jīng)有速度
．

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科目：高中物理 來源： 題型：043

在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50 Hz，當?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80 m/s2，測得所用重物的質(zhì)量為1.00 kg.甲、乙、丙三學(xué)生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點間的距離分別為0.18 cm、0.19 cm和0.25 cm.可見其中肯定有一位學(xué)生在操作上有錯誤，錯誤操作是________.

圖5-9-8

若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離如圖5-9-8所示（相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02 s）.那么：

（1）紙帶的________端與重物相連；

（2）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB=________;

（3）從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量是ΔEp=________，此過程中物體動能的增加量ΔEk=________（取g=9.8 m/s2）;

（4）通過計算，數(shù)值上ΔEp________ΔEk（填“＞”“=”或“＜”），這是因為_____________；

（5）實驗的結(jié)論是______________________________________________________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50 Hz，當?shù)刂亓铀俣鹊闹禐??xml:namespace prefix = st1 />9.80 m/s2，測得所用重物的質(zhì)量為1.00 kg.甲、乙、丙三學(xué)生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點間的距離分別為0.18 cm、0.19 cm和0.25 cm.可見其中肯定有一位學(xué)生在操作上有錯誤，錯誤操作是________.

圖5-9-8

若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離如圖5-9-8所示（相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02 s）.那么：

（1）紙帶的________端與重物相連；

（2）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB=________;

（3）從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量是ΔEp=________，此過程中物體動能的增加量ΔEk=________（取g=9.8 m/s2）;

（4）通過計算，數(shù)值上ΔEp________ΔEk（填“＞”“=”或“＜”），這是因為_____________；

（5）實驗的結(jié)論是______________________________________________________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-3-18所示是測量待測電阻Rx的電路圖，由于電壓表、電流表有內(nèi)阻對實驗產(chǎn)生影響，使測量值出現(xiàn)誤差，為使測量值更準確，分別測有兩組數(shù)據(jù)：S接a時，電壓表、電流表示數(shù)分別為U1、I1;S接b時，電壓表、電流表示數(shù)分別為U2、I2.

圖5-3-18

(1)在如圖5-3-19所示實物圖上用導(dǎo)線連接好電路;

(2)如果電壓表示數(shù)幾乎不變，電流表示數(shù)變化較大，待測電阻Rx=__________.

(3)如果電流表示數(shù)幾乎不變，電壓表示數(shù)變化較大，待測電阻Rx=__________.

圖5-3-19

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