某实验小组设计了如图所示的加速度仪．其中CD是一段水平放置的长为L的、阻值较大的光滑均匀电阻丝，一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端固定于O点，另一端悬挂小球P

题文

某实验小组设计了如图所示的加速度仪．其中CD是一段水平放置的长为L的、阻值较大的光滑均匀电阻丝，一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端固定于O点，另一端悬挂小球P，无加速度时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OC=H；有向右的加速度时细金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点（如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触）．（1）已知电源电动势为E，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与O点与C点相连，球P的质量为m，重力加速度为g，由此可推得加速度大小a与电压表示数U的关系为a=______．（2）该实验小组根据（1）中关系，将电压表的刻度盘直接改为加速度刻度，在实际使用中还发现这个加速度仪除了不能测向左的加速度外，还存在不足之处，其中主要的不足之处有：I______；II______．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）当加速度为a时，对小球分析，根据牛顿第二定律mgtanθ=ma即细金属丝与竖直方向的夹角的正切tanθ=ag则此时电阻丝CD跟电压表并联部分的长度为：x=Htanθ=Hag设电阻丝CD的总电阻为R，则此时跟电压表并联的部分电阻为：R′=xLR=HLagR根据欧姆定律电压表的读数为：U=ERR′=EHaLg所以a=gULEH（2）当加速度过大时金属丝与电阻丝无法接触，此时电压表无读数，无法测量加速度；若安装时若电阻丝没有水平，电阻丝CD跟电压表并联部分的长度不再为x=Htanθ=Hag，此时读数会有较大的误差；电池用旧了，电池的内阻会增大，读数也会有较大的误差．所以其中主要的不足之处有：①加速度过大时金属丝与电阻丝无法接触；②安装时若金属丝没有水平，读数会有较大的误差；③电池用旧了读数会有较大的误差．故答案为：（1）gULEH，（2）加速度过大时金属丝与电阻丝无法接触；安装时若金属丝没有水平，读数会有较大的误差；电池用旧了读数会有较大的误差（任选两个即可）．

解析

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考点

据考高分专家说，试题“某实验小组设计了如图所示的加速度仪．其中.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。

滑动摩擦力、动摩擦因数

滑动摩擦力的概念： 当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时，受到的阻碍相对运动的力，叫滑动摩擦力。 滑动摩擦力产生条件： ①接触面粗糙； ②相互接触的物体间有弹力； ③接触面间有相对运动。 说明：三个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解。 滑动摩擦力的方向：总跟接触面相切，并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同，可能与运动方向相反，可能与运动方向成一夹角。 滑动摩擦力的大小：滑动摩擦力跟压力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式：F=μFN （F表示滑动摩擦力大小，FN表示正压力的大小，μ叫动摩擦因数）。 ①FN表示两物体表面间的压力，性质上属于弹力，不是重力，更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定； ②μ与接触面的材料、接触面的情况有关，无单位，而且永远小于1； ③滑动摩擦力大小，与相对运动的速度大小无关。  滑动摩擦力的作用效果：总是阻碍物体间的相对运动，但并不总是阻碍物体的运动，可能是动力，也可能是阻力。

静摩擦力和滑动摩擦力：

摩擦力大小的计算方法: