16.位移傳感器由發(fā)射器和接收器組成,發(fā)射器內(nèi)裝有紅外線和超聲波發(fā)射器,接收器內(nèi)裝有紅外線和超聲波接收器.

(1)如圖1,固定在被測(cè)運(yùn)動(dòng)物體上的發(fā)射器向接收器同時(shí)發(fā)射一個(gè)紅外線脈沖和一個(gè)超聲波脈沖,接收器收到紅外線脈沖時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)t1,收到超聲波脈沖時(shí)停止計(jì)時(shí)t2.已知超聲波在空氣中的傳播速度為v(紅外線傳播時(shí)間極短,可忽略),發(fā)射器和接收器之間的距離s=v(t2-t1).
(2)某小組設(shè)計(jì)了使用位移傳感器的圖2示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量木塊下滑的加速度,讓木塊從傾斜木板上一點(diǎn)A靜止釋放,計(jì)算機(jī)描繪了滑塊相對(duì)傳感器的位移隨時(shí)間變化規(guī)律如圖3所示.根據(jù)圖線計(jì)算t0時(shí)刻速度v=$\frac{{s}_{0}-{s}_{2}}{2{t}_{0}}$,木塊加速度a=$\frac{2{s}_{1}-{s}_{2}-{s}_{0}}{{t}_{0}^{2}}$(用圖中給出的s0、s1、s2、t0表示).

分析 (1)由于超聲波是勻速運(yùn)動(dòng),由s=vt可得發(fā)射器和接收器之間的距離.
(2)由于滑塊在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),所以某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度;根據(jù)加速度的定義式即可求出加速度;

解答 解:(1)超聲波是勻速運(yùn)動(dòng),故發(fā)射器和接收器之間的距離為:s=vt=v(t2-t1).
(2)根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度,得:
v1=$\frac{{s}_{0}-{s}_{2}}{2{t}_{0}}$;
木塊的加速度:a=$\frac{△x}{{t}^{2}}$=-$\frac{({s}_{0}-{s}_{1})-({s}_{1}-{s}_{2})}{{t}_{0}^{2}}$=$\frac{2{s}_{1}-{s}_{2}-{s}_{0}}{{t}_{0}^{2}}$;
故答案為:
(1)v(t2-t1).
(2)$\frac{{s}_{0}-{s}_{2}}{2{t}_{0}}$,$\frac{2{s}_{1}-{s}_{2}-{s}_{0}}{{t}_{0}^{2}}$.

點(diǎn)評(píng) 該題的關(guān)鍵是要分析出物體做勻加速運(yùn)動(dòng),由此才能得出瞬時(shí)速度等于平均速度.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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6.用如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律.

(1)下列做法正確的是AD(填字母代號(hào))
A.調(diào)節(jié)滑輪的高度,使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行
B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí),將裝有砝碼的砝碼盤通過(guò)定滑輪拴在小車上
C.實(shí)驗(yàn)時(shí),先放開(kāi)小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D.通過(guò)增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時(shí),不需要再次調(diào)節(jié)木板傾斜程度
(2)甲、乙兩同學(xué)各取一套圖(a)所示的裝置放在水平桌面上,在沒(méi)有平衡摩擦力的情況下,研究加速度a與拉力F的關(guān)系,圖(b)為某次操作中打出的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),實(shí)驗(yàn)中使用的是頻率f=50Hz的交變電流.根據(jù)圖中數(shù)據(jù),可以算出小車的加速度a=0.50m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
實(shí)驗(yàn)后甲、乙分別得到圖(c)中甲、乙兩條直線.設(shè)甲、乙用的小車質(zhì)量分別為m、m,小車與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ、μ,由圖(c)可知,m小于m、μ大于μ(選填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)在正確平衡摩擦力后甲同學(xué)重新實(shí)驗(yàn),保持小車的質(zhì)量M不變,改變砝碼盤和砝碼的總重力F,多次實(shí)驗(yàn),根據(jù)得到的數(shù)據(jù),在a-F坐標(biāo)系中描點(diǎn),得到如圖(d)所示的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)右側(cè)若干個(gè)點(diǎn)明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是砝碼盤和砝碼總質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量.

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7.如圖,用一繩子a把物體掛起來(lái),再用另一根水平的繩子b 把物體拉向一旁固定起來(lái).物體的重力是60N,繩子a與豎直方向的夾角θ=37°,繩子a與b對(duì)物體的拉力分別是多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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4.如圖所示,平行導(dǎo)軌間距為d,一端跨接一個(gè)阻值為R的電阻,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向與導(dǎo)軌所在平面垂直.一根足夠長(zhǎng)的金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置,金屬棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì).當(dāng)金屬棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行時(shí),通過(guò)電阻R的電流強(qiáng)度是( 。
A.$\frac{Bdv}{R}$B.$\frac{Bdvsinθ}{R}$C.$\frac{Bdvcosθ}{R}$D.$\frac{Bdv}{Rsinθ}$

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11.手機(jī)已經(jīng)成為了人們?nèi)粘1貍淦分,低頭看手機(jī)的“低頭族”隨處可見(jiàn)(圖甲).有研究發(fā)現(xiàn),若玩手機(jī)時(shí)姿勢(shì)不當(dāng),可能讓頸椎承受多達(dá)27公斤的重壓.為求證這一問(wèn)題,某同學(xué)查閱相關(guān)資料,畫出了“低頭族”頭部前傾某一角度時(shí)的模型(圖乙),頸椎看成輕桿,頸部肌肉看成輕繩,頭部看成質(zhì)點(diǎn),所受重力已標(biāo)出.請(qǐng)?jiān)诖鹁淼膱D丙中用平行四邊形定則作出重力與頸部肌肉對(duì)頭部拉力的合力,并根據(jù)所作的圖測(cè)量頸椎承受的壓力是頭部重力的2.6倍.(保留兩位有效數(shù)字)

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1.今有某小型發(fā)電機(jī)和一理想變壓器連接后給一個(gè)燈泡供電,電路如圖(電壓表和電流表均為理想電表).已知該發(fā)電機(jī)線圈匝數(shù)為N,電阻為r,當(dāng)線圈以轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電壓表示數(shù)為U,燈泡(額定電壓為U0.電阻恒為R)恰能正常發(fā)光,則(  )
A.變壓器的匝數(shù)比為U:U0
B.電流表的示數(shù)為$\frac{{{U}_{0}}^{2}}{RU}$
C.在圖示位置時(shí),發(fā)電機(jī)線圈的磁通量為$\frac{{\sqrt{2}U}}{2Nnπ}$
D.從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=Usin2nπt

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8.如圖所示,點(diǎn)光源S到平面鏡M的距離為d=0.5m.光屏AB與平面鏡的初始位置平行.當(dāng)平面鏡M繞垂直于紙面過(guò)中心O的轉(zhuǎn)軸以ω=4rad/s的角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)過(guò)300時(shí),垂直射向平面鏡的光線SO在光屏上的光斑P的移動(dòng)速度大小是多少?

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5.用油膜法測(cè)出油分子的直徑后,要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù),只需知道油滴的( 。
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6.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻速運(yùn)動(dòng)
B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻變速運(yùn)動(dòng)
C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng)
D.物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其合力垂直于速度方向

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