加速度計是測定物體加速度的儀器.在現(xiàn)代科技中,它已成為導彈、飛機、潛艇或宇宙飛船等制導系統(tǒng)的信息源.圖6-4-4為應變式加速度計的示意圖.當系統(tǒng)加速時,加速度計中的敏感元件也處于加速狀態(tài).敏感元件由兩彈簧連接并架在光滑支架上,支架與待測系統(tǒng)固定在一起,敏感元件的下端可在滑動變阻器R上自由滑動.當系統(tǒng)加速運動時,敏感元件發(fā)生位移并轉換為電信號輸出.

圖6-4-4

已知敏感元件的質量為m,兩側彈簧的勁度系數(shù)均為k,電源電動勢為ε,電源內(nèi)阻不計,滑動變阻器的總電阻值為R,有效長度為l,靜態(tài)時,輸出電壓為U0.試推導加速度a與輸出電壓U的關系式.

思路分析:設靜態(tài)時滑動變阻器的滑片距左端為x,則敏感元件的輸出電壓為

U0=·x=x                                                             ①

再設系統(tǒng)向左加速時滑片右移Δx,則敏感元件的動力學方程為

2kΔx=ma                                                                     ②

此時敏感元件的輸出電壓為

U=·(x+Δx)                                                             ③

綜合①②③三式可得

a=

若U>U0,系統(tǒng)的加速度方向水平向左;

若U<U0,系統(tǒng)的加速度方向水平向右.


練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

精英家教網(wǎng)
(1)如圖(1)為“電流天平”,可用于測定磁感應強度.在天平的右端掛有一矩形線圈,設其匝數(shù)n=5匝,底邊cd長L=
20cm,放在垂直于紙面向里的待測勻強磁場中,且線圈平面與磁場垂直.當線圈中通入如圖方向的電流I=100mA時,調(diào)節(jié)砝碼使天平平衡.若保持電流大小不變,使電流方向反向,則要在天平右盤加質量m=8.2g的砝碼,才能使天平再次平衡.則cd邊所受的安培力大小為
 
 N,磁感應強度B的大小為
 
T(g=10m/s2).
(2)某課外興趣小組利用如圖(2)的實驗裝置研究“合外力做功和物體動能變化之間的關系”以及“加速度與合外力的關系”1 該小組同學實驗時先正確平衡摩擦力,并利用鉤碼和小車之間連接的力傳感器測出細線上的拉力,改變鉤碼的個數(shù),確定加速度a與細線上拉力F的關系,如圖圖象中能表示該同學實驗結果的是
 

A.精英家教網(wǎng)B.精英家教網(wǎng)C.精英家教網(wǎng)D.精英家教網(wǎng)
②在上述實驗中打點計時器使用的交流電頻率為50Hz,某此實驗中一段紙帶的打點記錄如圖(3)所示,則小車運動的加速度大小為
 
m/s2(保留3位有效數(shù)字)
③實驗時,小車由靜止開始釋放,已知釋放時鉤碼底端離地高度為H,現(xiàn)測出的物理量還有:小車由靜止開始起發(fā)生的位移s(s<H)、小車發(fā)生位移s時的速度大小為v,鉤碼的質量為m,小車的總質量為M,設重力加速度為g,則mgs
 
 (選填“大于”、“小于”或“等于”)小車動能的變化;
(3)利用如圖(4)所示電路測量一量程為300mV的電壓表的內(nèi)阻RV,RV約為300Ω.
a、請補充完整某同學的實驗步驟:
①按電路圖正確連接好電路,把滑動變阻器R的滑片P滑到
 
(填“a”或“b”)端,閉合開關S2,并將電阻箱R0的阻值調(diào)到較大;
②閉合開關S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置,使電壓表的指針指到滿刻度;
③保持開關S1閉合和滑動變阻器滑片P的位置不變,斷開開關S2,調(diào)整電阻箱R0的阻值大小,使電壓表的指針指到滿刻度的
 
;讀出此時電阻箱R0的阻值,即等于電壓表內(nèi)阻RV
b、實驗所提供的器材除待測電壓表、電阻箱(最大阻值999.9Ω)、電池(電動勢約1.5V,內(nèi)阻可忽略不計)、導線和開關之外,還有如下可供選擇的實驗器材:
A.滑動變阻器(最大阻值150Ω)B.滑動變阻器(最大阻值50Ω)
為了使測量比較精確,從可供選擇的實驗器材中,滑動變阻器R應選用
 
(填序號).
c、對于上述測量方法,從實驗原理分析可知,在測量無誤的情況下,實際測出的電壓表內(nèi)阻的測量值R
 
(填“大于”、“小于”或“等于”)真實值RV;且在其他條件不變的情況下,若R越大,其測量值R的誤差就越
 
(填“大”或“小”).

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科目:高中物理 來源:河西區(qū)二模 題型:填空題


精英家教網(wǎng)

(1)如圖(1)為“電流天平”,可用于測定磁感應強度.在天平的右端掛有一矩形線圈,設其匝數(shù)n=5匝,底邊cd長L=
20cm,放在垂直于紙面向里的待測勻強磁場中,且線圈平面與磁場垂直.當線圈中通入如圖方向的電流I=100mA時,調(diào)節(jié)砝碼使天平平衡.若保持電流大小不變,使電流方向反向,則要在天平右盤加質量m=8.2g的砝碼,才能使天平再次平衡.則cd邊所受的安培力大小為______ N,磁感應強度B的大小為______T(g=10m/s2).
(2)某課外興趣小組利用如圖(2)的實驗裝置研究“合外力做功和物體動能變化之間的關系”以及“加速度與合外力的關系”1 該小組同學實驗時先正確平衡摩擦力,并利用鉤碼和小車之間連接的力傳感器測出細線上的拉力,改變鉤碼的個數(shù),確定加速度a與細線上拉力F的關系,如圖圖象中能表示該同學實驗結果的是______
A.
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B.
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C.
精英家教網(wǎng)
D.
精英家教網(wǎng)

②在上述實驗中打點計時器使用的交流電頻率為50Hz,某此實驗中一段紙帶的打點記錄如圖(3)所示,則小車運動的加速度大小為______m/s2(保留3位有效數(shù)字)
③實驗時,小車由靜止開始釋放,已知釋放時鉤碼底端離地高度為H,現(xiàn)測出的物理量還有:小車由靜止開始起發(fā)生的位移s(s<H)、小車發(fā)生位移s時的速度大小為v,鉤碼的質量為m,小車的總質量為M,設重力加速度為g,則mgs______ (選填“大于”、“小于”或“等于”)小車動能的變化;
(3)利用如圖(4)所示電路測量一量程為300mV的電壓表的內(nèi)阻RV,RV約為300Ω.
a、請補充完整某同學的實驗步驟:
①按電路圖正確連接好電路,把滑動變阻器R的滑片P滑到______(填“a”或“b”)端,閉合開關S2,并將電阻箱R0的阻值調(diào)到較大;
②閉合開關S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置,使電壓表的指針指到滿刻度;
③保持開關S1閉合和滑動變阻器滑片P的位置不變,斷開開關S2,調(diào)整電阻箱R0的阻值大小,使電壓表的指針指到滿刻度的______;讀出此時電阻箱R0的阻值,即等于電壓表內(nèi)阻RV
b、實驗所提供的器材除待測電壓表、電阻箱(最大阻值999.9Ω)、電池(電動勢約1.5V,內(nèi)阻可忽略不計)、導線和開關之外,還有如下可供選擇的實驗器材:
A.滑動變阻器(最大阻值150Ω)B.滑動變阻器(最大阻值50Ω)
為了使測量比較精確,從可供選擇的實驗器材中,滑動變阻器R應選用______(填序號).
c、對于上述測量方法,從實驗原理分析可知,在測量無誤的情況下,實際測出的電壓表內(nèi)阻的測量值R______(填“大于”、“小于”或“等于”)真實值RV;且在其他條件不變的情況下,若R越大,其測量值R的誤差就越______(填“大”或“小”).

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科目:高中物理 來源:2011年天津市河西區(qū)高考物理二模適應性訓練(一) (解析版) 題型:填空題


(1)如圖(1)為“電流天平”,可用于測定磁感應強度.在天平的右端掛有一矩形線圈,設其匝數(shù)n=5匝,底邊cd長L=
20cm,放在垂直于紙面向里的待測勻強磁場中,且線圈平面與磁場垂直.當線圈中通入如圖方向的電流I=100mA時,調(diào)節(jié)砝碼使天平平衡.若保持電流大小不變,使電流方向反向,則要在天平右盤加質量m=8.2g的砝碼,才能使天平再次平衡.則cd邊所受的安培力大小為     N,磁感應強度B的大小為    T(g=10m/s2).
(2)某課外興趣小組利用如圖(2)的實驗裝置研究“合外力做功和物體動能變化之間的關系”以及“加速度與合外力的關系”1 該小組同學實驗時先正確平衡摩擦力,并利用鉤碼和小車之間連接的力傳感器測出細線上的拉力,改變鉤碼的個數(shù),確定加速度a與細線上拉力F的關系,如圖圖象中能表示該同學實驗結果的是   
A.B.C.D.
②在上述實驗中打點計時器使用的交流電頻率為50Hz,某此實驗中一段紙帶的打點記錄如圖(3)所示,則小車運動的加速度大小為    m/s2(保留3位有效數(shù)字)
③實驗時,小車由靜止開始釋放,已知釋放時鉤碼底端離地高度為H,現(xiàn)測出的物理量還有:小車由靜止開始起發(fā)生的位移s(s<H)、小車發(fā)生位移s時的速度大小為v,鉤碼的質量為m,小車的總質量為M,設重力加速度為g,則mgs     (選填“大于”、“小于”或“等于”)小車動能的變化;
(3)利用如圖(4)所示電路測量一量程為300mV的電壓表的內(nèi)阻RV,RV約為300Ω.
a、請補充完整某同學的實驗步驟:
①按電路圖正確連接好電路,把滑動變阻器R的滑片P滑到    (填“a”或“b”)端,閉合開關S2,并將電阻箱R的阻值調(diào)到較大;
②閉合開關S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置,使電壓表的指針指到滿刻度;
③保持開關S1閉合和滑動變阻器滑片P的位置不變,斷開開關S2,調(diào)整電阻箱R的阻值大小,使電壓表的指針指到滿刻度的    ;讀出此時電阻箱R的阻值,即等于電壓表內(nèi)阻RV
b、實驗所提供的器材除待測電壓表、電阻箱(最大阻值999.9Ω)、電池(電動勢約1.5V,內(nèi)阻可忽略不計)、導線和開關之外,還有如下可供選擇的實驗器材:
A.滑動變阻器(最大阻值150Ω)B.滑動變阻器(最大阻值50Ω)
為了使測量比較精確,從可供選擇的實驗器材中,滑動變阻器R應選用    (填序號).
c、對于上述測量方法,從實驗原理分析可知,在測量無誤的情況下,實際測出的電壓表內(nèi)阻的測量值R    (填“大于”、“小于”或“等于”)真實值RV;且在其他條件不變的情況下,若R越大,其測量值R的誤差就越    (填“大”或“小”).

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