題目列表(包括答案和解析)
下圖為一直線運動加速度測量儀的原理示意圖,可以測量物體沿水平方向運動的加速度。A為一 “U”型底座,其內(nèi)部放置一絕緣滑塊B; B的兩側(cè)各有一彈簧,它們分別固連在A的兩個內(nèi)側(cè)壁上;滑塊B還與一阻值均勻的碳膜電阻CD的滑動頭相連(B與A之間的摩擦及滑動頭與碳膜間的摩擦均忽略不計)。電阻CD及其滑動頭與另外的電路相連(圖中未畫出)。
工作時將底座A固定在被測物體上,使彈簧及電阻CD均與物體的運動方向平行。當(dāng)被測物體加速運動時,物塊B將在彈簧的作用下,以同樣的加速度運動。通過電路中儀表的讀數(shù),可以得知加速度的大小。
已知滑塊B的質(zhì)量為0.60kg,兩彈簧的勁度系數(shù)均為2.0Xl02N/m,碳膜電阻CD的全長為9.0cm,被測物體可能達(dá)到的最大加速度為20m/s2 (此時彈簧仍為彈性形變);另有一電動勢為9.0V、內(nèi)阻可忽略不計的直流電源,一理想指針式直流電壓表及開關(guān)、導(dǎo)線。
設(shè)計一電路,用電路中電壓表的示值反映加速度的大小。
要求:①當(dāng)加速度為零時,電壓表指針在表盤中央,且此時兩彈簧均處于自然狀態(tài);②當(dāng)物體向左以可能達(dá)到的最大加速度加速運動時,電壓表示數(shù)為滿量程;③當(dāng)物體向右以可能達(dá)到的最大加速度加速運動時,電壓指針指在最左端電壓示數(shù)為零的位置。(所給的電壓表可以滿足要求。)
(1) 完成電路原理圖。
(2) 完成下列填空:(不要求有效數(shù)字)
①所給的電壓表量程為_________V;
②當(dāng)加速度為零時,應(yīng)將滑動頭調(diào)在距電阻的C端______cm處;
③當(dāng)物體向左做減速運動,加速度的大小為lOm/s2時,電壓表示數(shù)為_________V。
x1+x2 |
2T |
x1+x2 |
2T |
x4+x5+x6-(x1+x2+x3) |
9T2 |
x4+x5+x6-(x1+x2+x3) |
9T2 |
速度/m?s-1 | 0.122 | 0.164 | 0.205 | 0.250 | 0.289 |
對應(yīng)點 | B | C | D | E | F |
在做“研究勻變速直線運動”的實驗時,某同學(xué)得到一條用打點計器打下的紙帶如圖所示,并在其上取A、B、C、D、E、F、G7個計數(shù)點,每相鄰兩個計數(shù)間還有個4個點(圖中沒有畫出),打點計器接周期為T=0.02s的交流電源,他經(jīng)過測量并計算得到打點計時器在打B、C、D、E、F各點時物體的瞬時速度如下表:
速度/ | 0.122 | 0.164 | 0.205 | 0.250 | 0.289 |
對應(yīng)點 | B | C[來源:學(xué)&科&網(wǎng)] | D | E | F |
(1)該同學(xué)計算的公式為= 。
(2)實驗中處理數(shù)據(jù)時,該同學(xué)以A點對應(yīng)的時刻為t=0,作出圖象,利用圖象斜率可求加速度,如果利用紙帶數(shù)據(jù)也可以直接比較準(zhǔn)確地求出加速度,其表達(dá)式為a=
。
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