高中通用技術(shù)：傳感器的應(yīng)用教學(xué)-資料下載頁
2025-04-30 18:19本頁面
【正文】 k U=U0 Rx / R = U0 x / L =maU0 / 2kL =mU0 a / 2kL∝ a 練習(xí) :可測(cè)量飛機(jī)、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 ,其結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)系統(tǒng)繞軸 OO′ 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，元件 A發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)，成為飛機(jī)、衛(wèi)星等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源。已知 A的質(zhì)量為 m，彈簧的勁度系數(shù)為 k、自然長(zhǎng)度為 l，電源的電動(dòng)勢(shì)為 E、內(nèi)阻不計(jì)?；瑒?dòng)變阻器總長(zhǎng)也為 l ，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時(shí) P在 B點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)以角速度 ω 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，試寫出輸出電壓 U與 ω的函數(shù)式。 A S P C B ω O O′ 輸出電壓 U 解 ：設(shè)彈簧伸長(zhǎng) x , 則 kx=m ω2(l+x) ∴ x= m ω2 l ／ ( km ω2 ) 設(shè)滑動(dòng)變阻器單位長(zhǎng)度 的電阻為 r1 U=IRx=Exr1 / l r1= Ex/ l ∴ U= Em ω2 ／ (km ω2) 練習(xí)、 用如圖所示的裝置可以測(cè)量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度．該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由力敏電阻組成的壓力傳感器．用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為 kg的滑塊可無摩擦滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器 a、b上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出．現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車上，傳感器 b在前，傳感器 a在后．汽車靜止時(shí)，傳感器 a、 b在的示數(shù)均為 10 N（取 g=10 m／ s2）． （ 1）若傳感器 a的示數(shù)為 14 N、 b的示數(shù)為 N，求此時(shí)汽車的加速度大小和方向． （ 2）當(dāng)汽車以怎樣的加速度 運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器 a的示數(shù)為零． 解：（ 1）如圖所示，依題意：左側(cè)彈簧對(duì)滑塊向右的推力 F1=14N，右側(cè)彈簧對(duì)滑塊的向左的推力 F2= N．滑塊所受合力產(chǎn)生加速度 a1，根據(jù)牛 頓第二定律有 得 a=4 m/s2 a1與 F1同方向，即向前（向右）． （ 2） a傳感器的讀數(shù)恰為零，即左側(cè)彈簧的彈力F1/=0，因兩彈簧相同，左彈簧伸長(zhǎng)多少，右彈簧就縮短多少，所以右彈簧的彈力變?yōu)?F2/=20N?；瑝K所受合力產(chǎn)生加速度，由牛頓第二定律得，a2=10m/s2，方向向左． 121 maFF ?? 練習(xí)：將金屬塊 m用壓縮的輕彈簧卡在一個(gè)矩形的箱中 ， 如圖所示 ， 在箱的上頂板和下底板裝有壓力傳感器 ， 箱可以沿豎直軌道運(yùn)動(dòng) 。 當(dāng)箱以 a= m/s2的加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 上頂板的傳感器顯示的壓力為 ， 下底板的傳感器顯示的壓力為 。 (取 g=10 m/s2) (1)若上頂板傳感器的示數(shù)是下底板 傳感器的示數(shù)的一半 ， 試判斷箱的運(yùn) 動(dòng)情況 。 (2)要使上頂板傳感器的示數(shù)為零 ,箱 沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的情況可能是怎樣的 ？ m 原來 （ 1） （ 2） 解： m 向上做勻減速運(yùn)動(dòng) a向下a=2m/s2 F=10N F1 =6N mg a mg+F1F=ma m= 上頂板示數(shù)是下底板示數(shù)的 1/2 彈簧長(zhǎng)度不變F=10N F2=5N F mg F2 a2 mg+F2F=ma2 a2=0 靜止或勻速運(yùn)動(dòng) 上頂板示數(shù)為零，則彈簧變短， F≥10N F3=0 F mg a3 F – mg = ma3 a3 ≥ 10m/s2 向上加速或向下減速，加速度 a≥ 10m/s2。
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