加速度計(jì)作為測(cè)定運(yùn)動(dòng)物體加速度的儀器,已被廣泛應(yīng)用。如圖甲所示是測(cè)定水平方向運(yùn)動(dòng)物體的加速度的儀器裝置原理圖:水平光滑桿AB固定在待測(cè)系統(tǒng)上,桿上套一質(zhì)量為m的滑塊,滑塊兩側(cè)分別與勁度系數(shù)為k的彈簧相連,兩彈簧的另一端與固定壁相連,彈簧處于自然長(zhǎng)度�;瑝K下端有一滑動(dòng)臂,可在滑動(dòng)變阻器R上滑動(dòng)(不計(jì)阻力)。待測(cè)系統(tǒng)靜止時(shí)滑塊觸頭P位于變阻器R的中點(diǎn)處。當(dāng)系統(tǒng)在水平方向加速運(yùn)動(dòng)時(shí),可將其加速度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)從電壓表輸出。
已知滑塊質(zhì)量m=1.0kg,彈簧的勁度k=100N/m。電源電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器的總電阻R=100Ω,有效長(zhǎng)度L=10cm,電壓表的量程為10V。設(shè)A→B方向?yàn)樗俣燃凹铀俣鹊恼较�。試求�?br/> (1)該加速度計(jì)所測(cè)量的加速度的范圍;
(2)為保證電壓表能正常使用,電路中保護(hù)電阻R
0至少為多大?
(3)根據(jù)R
0的最小值,寫出待測(cè)系統(tǒng)沿A→B做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度
a與電壓表輸出電壓U的關(guān)系式
a=
f (U);
(4)為了直接讀取加速度值,將電壓表盤上的電壓刻度改成相對(duì)應(yīng)的加速度刻度,并將對(duì)應(yīng)的加速度值填入圖乙中電壓表盤面中的小圓圈內(nèi)。
