Question

如圖所示的裝置可以測量汽車在水平路面上運動時的加速度．該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝了一個壓力傳感器a和b．用兩根相同的輕彈簧夾著一個質(zhì)量m＝2.0kg的滑塊，滑塊可無摩擦滑動；兩彈簧的另一端分別壓在a、b上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出．當(dāng)彈簧作用在傳感器上的力為壓力時，示數(shù)為正；當(dāng)彈簧作用在傳感器上的力為拉力時，示數(shù)為負(fù)．現(xiàn)將裝置沿運動方向固定在汽車上．汽車靜止時，a、b的示數(shù)均為10N(取g＝10m／s2)． (1) 若傳感器b的示數(shù)為14N，a的示數(shù)應(yīng)該是多少？ (2) 當(dāng)汽車以什么樣的加速度運動時，傳感器b的示數(shù)為零？ (3) 若傳感器b的示數(shù)為－5N，車的加速度大小和方向如何？

Answer 1

答案：
解析：

(1)	解：由題意知： Fa0＝Fb0＝kx0＝10N， Fb＝k(x0＋Δx)＝14N 解之得：ΔFb＝kΔx＝4N 代入得：Fa＝k(x0－Δx)＝10N－4N＝6N
(2)	傳感器b的示數(shù)為零時，ΔFb′＝10N 則Fa′＝Fa0＋ΔFb′＝10N＋10N＝20N 對m應(yīng)用牛頓第二定律得Fa′＝ma 得a＝m／s2＝10m／s 加速度的方向向左．
(3)	若當(dāng)Fb′＝－5N時，ΔFb″＝15N 則Fa″＝Fa0＋ΔFb″＝10N＋15N＝25N m受到的合力大小為F′＝Fa″＋＝25N＋5N＝30N， 此時m的加速度為： m／s2＝15m／s2方向向左．