Question

演示位移傳感器的工作原理如圖1所示，物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬桿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)勢為E，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的長度為L，物體M以O(shè)為平衡位置做簡諧運(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2所示，則在圖示t₁時(shí)刻下列說法正確的是（　　）

A、物體M具有正方向的最大速度

B、物體M的速度為負(fù)方向且正在減小

C、物體M的加速度為正方向且正在減小

D、物體M的加速度為負(fù)方向且正在增大

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，故A正確，B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，故C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤；
故選A．

點(diǎn)評：本題是力電綜合題，既要研究電壓如何變化，又要研究簡諧運(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．