2017-2018学年人教版选修3-2 6.2 传感器的应用 作业(1)
2017-2018学年人教版选修3-2 6.2 传感器的应用 作业(1)第5页

  11. 用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度,该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块,滑块可无摩擦滑动,两弹簧的另一端分别压在传感器a,b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上,传感器b在前,传感器a在后。汽车静止时,传感器a,b的示数均为10 N(取g=10 m/s2)。

  (1)若传感器a的示数为14 N,传感器b的示数为6 N,求此时汽车的加速度大小和方向。

  (2)当汽车以怎样的加速度运动时,传感器a的示数为零。

  解析:(1)左侧弹簧对滑块向右的推力F1=14 N,右侧弹簧对滑块向左的推力F2=6.0 N。

  滑块所受合力产生加速度a1,根据牛顿第二定律有

  F1-F2=ma1,

  所以a1== m/s2=4 m/s2,a1与F1同方向,即向前(向右)。

  (2)传感器a的读数恰为零,则左侧弹簧的弹力F′1=0,因两弹簧相同,左弹簧伸长多少,右弹簧就缩短多少,所以右弹簧的弹力变为F′2=-20 N。滑块所受合力产生加速度,由牛顿第二定律得F合=F′2=ma2,所以a2==-10 m/s2,负号表示方向向后(向左)。

  12. 如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑线电阻,阻值为R,长度为L,两边分别为P1、P2两个滑动头,P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动。弹簧处于原长时,P1刚好指

着A端,P1与托盘固定相连。若P1、P2间有电压时,该电压经过放大,通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小。已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为m0,电电动势为E,内阻不计,当地的重力加速度为g。求: