Question

演示位移傳感器的工作原理如圖甲所示，物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P，通過理想電壓表顯示的數(shù)據(jù)來反映物體的位移x．設(shè)定電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，物體M以O(shè)為平衡位置做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（取向右為正方向），振幅為

L

2

，物體經(jīng)過O時(shí)P恰好位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)．若電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，則從圖示t₁至t₂時(shí)刻這段時(shí)間內(nèi)下列說法正確的是（　�。�

• A、物體M的速度一直為正方向且先減小后增大
• B、物體M的速度一直為負(fù)方向且先增大后減小
• C、物體M的加速度為一直為正方向且先減小后增大
• D、物體M的加速度為一直為負(fù)方向且先增大后減小

Answer 1

分析：根據(jù)電壓的變化情況，判斷物體的運(yùn)動(dòng)方向，結(jié)合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：加速度方向始終指向平衡，就能分析物體的速度和加速度的方向及大小變化．由U-t圖讀出t₁時(shí)刻的電壓，確定物體的位置后結(jié)合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)分析．

解答：解：A、B、在t₁時(shí)刻，電壓

1

2

E，且正在增加；故物體在平衡位置，且向右運(yùn)動(dòng)；
平衡位置速度最大，題中以向右為正，故物體M具有正方向的最大速度，此后速度減小；當(dāng)電壓最大時(shí)，速度減小為零；此后反向加速，故AB錯(cuò)誤；
C、D、物體在平衡位置，位移x=0，回復(fù)力F=-kx=0，故加速度為零，此后物體向右運(yùn)動(dòng)，位移為正，則回復(fù)力為負(fù)值；故加速度為負(fù)方向；因?yàn)槲灰葡仍龃蠛鬁p小，故物體的加速度先增大后減�。还蔆錯(cuò)誤；D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng)：本題是力電綜合題，既要研究電壓如何變化，又要研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，更要抓住它們之間的聯(lián)系．本題通過位移將力電聯(lián)系起來，這是解決本題的關(guān)鍵．