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，帶動滑動變阻器的滑動觸頭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)定電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的長度為L，物體M以O(shè)為平衡位置做簡諧運動（取向右為正方向），振幅為

L

2

，物體經(jīng)過O時P恰好位于滑動變阻器的中點．若電壓表的示數(shù)U隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，則從圖示t₁至t₂時刻這段時間內(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，判斷物體的運動方向，結(jié)合簡諧運動的特點：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時刻的電壓，確定物體的位置后結(jié)合簡諧運動的特點分析．

解答：解：A、B、在t₁時刻，電壓

1

2

E，且正在增加；故物體在平衡位置，且向右運動；
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��；當(dāng)電壓最大時，速度減小為零；此后反向加速，故AB錯誤；
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，此后物體向右運動，位移為正，則回復(fù)力為負值；故加速度為負方向；因為位移先增大后減小，故物體的加速度先增大后減��；故C錯誤；D正確；
故選：D．

點評：本題是力電綜合題，既要研究電壓如何變化，又要研究簡諧運動的特點，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．