如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上运动时的加速度.该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装了一个压力传感器a和b.用两根相同的轻弹簧夹着一个质量m=2.0kg的
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如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上运动时的加速度.该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装了一个压力传感器a和b.用两根相同的轻弹簧夹着一个质量m=2.0kg的
题型:不详
难度:
来源:
如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上运动时的加速度.该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装了一个压力传感器a和b.用两根相同的轻弹簧夹着一个质量m=2.0kg的滑块,滑块可无摩擦滑动;两弹簧的另一端分别压在a、b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出.当弹簧作用在传感器上的力为压力时,示数为正;当弹簧作用在传感器上的力为拉力时,示数为负.现将装置沿运动方向固定在汽车上.汽车静止时,a、b的示数均为10N(取g=10m/s
2
).
(1)若传感器b的示数为14N,a的示数应该是多少?
(2)当汽车以什么样的加速度运动时,传感器b的示数为零?
(3)若传感器b的示数为-5N,车的加速度大小和方向如何?
答案
(1)由题意知:
F
a0
=F
b0
=kx
0
=10N,
F
b
=k(x
0
+△x)=14N
解之得:△F
b
=k△x=4N
代入得:F
a
=k(x
0
-△x)=10N-4N=6N
(2)传感器b的示数为零时,△F
b
′=10N
则F
a
′=F
a0
+△F
b
′=10N+10N=20N
对m应用牛顿第二定律得F
a
′=ma
得a=
F
m
=
20
2.0
m/s
2
=10m/s
2
加速度的方向向左.
(3)若当F
b
′=-5N时,△F
b
″=15N
则F
a
″=F
a0
+△F
b
″=10N+15N=25N
m受到的合力大小为F′=F
a
″+
|
F
b
′
|
=25N+5N=30N,
此时m的加速度为:
a
′
=
F
m
=
30
2
m/s
2
=15m/s
2
方向向左.
答:(1)若传感器b的示数为14N,a的示数应该是6N;
(2)当汽车的加速度为10m/s
2
,方向向左时,传感器b的示数为零;
(3)若传感器b的示数为-5N,车的加速度大小为15m/s
2
,方向向左.
举一反三
根据量子理论,光子不但有能量E=hv而且有动量,计算式为p=h/λ,其中h是普朗克常量,λ是光子的波长.既然光子有动量,那么照物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强,这就是“光压”.
(1)一台二氧化碳气体激光器发出的激光,功率为P
0
=10
3
W,射出的光束的横截面积为S=1.00mm
2
,当它垂直照射到某一物体表面时,对该物体产生的光压最大,最大光压是多少?
(2)有人设想在遥远的宇宙探测中用光压为动力推动航天器加速,给探测器安上面积极大、反射率极高的薄膜,并让它正对太阳,已知在地球绕日轨道上,每秒单位面积上得到的太阳光能为1.35kJ,探测器质量为M=50kg,薄膜同积为4×10
4
m
2
,那么探测器得到的加速度为多大?
题型:天津模拟
难度:
|
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为了节能,某货场设计了如图所示的送货装置,长为L的水平传送带右端B与一光滑弧面相连,弧面顶端为储货平台,将货物无初速度轻放在传送带左端A,通过传送带到达B端时具有一定动能,货物可以利用此动能滑上储货平台,平台离传送带高h,在安装调试时传送带以某一速度匀速运动,工人发现货物只能上滑到
h
2
处,为了进一步研究货物不能滑上平台的原因,工人在传送带上用粉笔画了一条直线,当货物放上去后发现有一段长为S
0
(S
0
<L)的粉笔线被货物擦过,则
(1)货物与传送带间的动摩擦因数多大?
(2)为了将货物送上储货平台,工人进行了适当调整,使货物滑上平台后刚好停止,分析说明工人采取了什么措施及装置应满足的条件.
(3)在满足(2)的条件下,货物获得的机械能与系统增加的内能之比多大?
题型:不详
难度:
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铁路运输中设计的多种装置都运用了电磁感应原理.有一种电磁装置可以向控制中心传输信号以确定火车的位置和运动状态.装置的原理是:将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面,如图甲所示(俯视图),当它经过安放在两铁轨间的矩形线圈时,线圈便产生一个电信号传输给控制中心.线圈长为l
1
,宽为l
2
,匝数为n.若匀强磁场只分布在一个矩形区域内,当火车首节车厢通过线圈时,控制中心接收到线圈两端的电压信号u与时间t的关系如图乙所示(ab、cd均为直线),则火车在t
1
-t
2
内( )
A.做加速度变化的直线运动
B.做匀速直线运动
C.加速度为
u
2
-
u
1
nB
l
1
(
t
2
-
t
1
)
D.平均速度为
u
2
+
u
1
2nB
l
2
题型:东城区三模
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A、B两个小球质量分别为m、2m,由两轻质弹簧连接(如图所示),处于平衡状态,下列说法正确的是( )
A.将A球上方弹簧剪断的瞬时,A的加速度为零,B的加速度为零
B.将A球上方弹簧剪断的瞬时,A的加速度不为零,B的加速度为零
C.将A球下方弹簧剪断的瞬时,A的加速度不为零,B的加速度为零
D.将A球下方弹簧剪断的瞬时,A的加速度不为零,B的加速度不为零
题型:苏州模拟
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如图所示,质量M=5.0kg的平板车A原来静止于光滑水平面上,A与竖直固定挡板的距离d=0.050m.质量m=3.0kg的滑块B以大小v
0
=1.64m/s的初速水平向右滑上平板车.一段时间后,A车与挡板发生碰撞.设车碰挡板前后的速度大小不变但方向相反,且碰撞的时间极短.已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.15,A的车板足够长,重力加速度g=10m/s
2
.求:
(1)A车第一次碰到挡板前瞬间,车A和滑块B的速度v
A
和v
B
各是多大?
(2)当A车与挡板所有可能的碰撞都发生后,车A和滑块B稳定后的速度是多少?
题型:不详
难度:
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