Question

【題目】如圖所示為一種加速度儀的示意圖．質量為m的振子兩端連有勁度系數均為k的輕彈簧，電源的電動勢為E ， 不計內阻，滑動變阻器的總阻值為R ， 有效長度為L ， 系統靜止時滑動觸頭位于滑動變阻器正中，這時電壓表指針恰好在刻度盤正中．求：

（1）系統的加速度a(以向右為正)和電壓表讀數U的函數關系式．
（2）將電壓表刻度改為加速度刻度后，其刻度是均勻的還是不均勻的？為什么？
（3）若電壓表指針指在滿刻度的 位置，此時系統的加速度大小和方向如何？

Answer 1

【答案】
（1）

振子向左偏離中間位置x距離時，由牛頓第二定律得2kx＝ma①

電壓表的示數為 ②

由①②解得

（2）

其刻度均勻的，因為加速度a與電壓表示數U是一次函數(線性)關系；

（3）

當滑動觸頭滑到最右端時，電壓表最大示數Um＝E，電壓表指針指在滿刻度的 位置時， 代入 得 ，方向向左。

【解析】本題題型比較新穎，需要認真分析題意結合牛頓第二定律可分析求解。