题目
某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”,可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度,其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上,下端悬吊0.9N重物时,弹簧下端的指针指木板上刻度为C的位置,把悬吊1.0N重物时指针位置的刻度标记为0,以后该重物就固定在弹簧上,和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。(1)请在图中除0以外的6根长刻度线旁,标注加速度的大小,示数的单位用m/s2表示,加速度的方向向上为正、向下为负。说明这样标注的原理。(2)仿照以上装置,设计一个“水平加速度测量仪”。要求:画出它的装置图;说明它的构造;介绍加速度刻度的标注原理。g取10 m/s2。
某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”,可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度,其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上,下端悬吊0.9N重物时,弹簧下端的指针指木板上刻度为C的位置,把悬吊1.0N重物时指针位置的刻度标记为0,以后该重物就固定在弹簧上,和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。
(1)请在图中除0以外的6根长刻度线旁,标注加速度的大小,示数的单位用m/s2表示,加速度的方向向上为正、向下为负。说明这样标注的原理。
(2)仿照以上装置,设计一个“水平加速度测量仪”。要求:画出它的装置图;说明它的构造;介绍加速度刻度的标注原理。g取10 m/s2。

(1)请在图中除0以外的6根长刻度线旁,标注加速度的大小,示数的单位用m/s2表示,加速度的方向向上为正、向下为负。说明这样标注的原理。
(2)仿照以上装置,设计一个“水平加速度测量仪”。要求:画出它的装置图;说明它的构造;介绍加速度刻度的标注原理。g取10 m/s2。

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定弹簧的劲度系数
首先,根据题意,当弹簧下端悬吊0.9N重物时,指针指在C位置。当悬吊1.0N重物时,指针指在0位置。这意味着,当重物增加0.1N时,弹簧伸长了C到0之间的距离。根据胡克定律,F=kx,其中F是力,k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的伸长量。因此,我们可以计算出弹簧的劲度系数k。
步骤 2:计算加速度与弹簧伸长量的关系
当电梯加速时,重物会受到一个向上的力,这个力等于重物的质量乘以加速度。根据牛顿第二定律,F=ma,其中F是力,m是质量,a是加速度。因此,我们可以计算出加速度与弹簧伸长量的关系。
步骤 3:标注加速度刻度
根据步骤2中计算出的加速度与弹簧伸长量的关系,我们可以标注出加速度刻度。当电梯加速时,加速度为正,弹簧伸长量增加;当电梯减速时,加速度为负,弹簧伸长量减少。
步骤 4:设计水平加速度测量仪
水平加速度测量仪的构造与竖直加速度测量仪类似,只是将弹簧改为水平放置。当电梯加速时,重物会受到一个向右的力,这个力等于重物的质量乘以加速度。根据牛顿第二定律,F=ma,其中F是力,m是质量,a是加速度。因此,我们可以计算出加速度与弹簧伸长量的关系。根据步骤2中计算出的加速度与弹簧伸长量的关系,我们可以标注出加速度刻度。当电梯加速时,加速度为正,弹簧伸长量增加;当电梯减速时,加速度为负,弹簧伸长量减少。
首先,根据题意,当弹簧下端悬吊0.9N重物时,指针指在C位置。当悬吊1.0N重物时,指针指在0位置。这意味着,当重物增加0.1N时,弹簧伸长了C到0之间的距离。根据胡克定律,F=kx,其中F是力,k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的伸长量。因此,我们可以计算出弹簧的劲度系数k。
步骤 2:计算加速度与弹簧伸长量的关系
当电梯加速时,重物会受到一个向上的力,这个力等于重物的质量乘以加速度。根据牛顿第二定律,F=ma,其中F是力,m是质量,a是加速度。因此,我们可以计算出加速度与弹簧伸长量的关系。
步骤 3:标注加速度刻度
根据步骤2中计算出的加速度与弹簧伸长量的关系,我们可以标注出加速度刻度。当电梯加速时,加速度为正,弹簧伸长量增加;当电梯减速时,加速度为负,弹簧伸长量减少。
步骤 4:设计水平加速度测量仪
水平加速度测量仪的构造与竖直加速度测量仪类似,只是将弹簧改为水平放置。当电梯加速时,重物会受到一个向右的力,这个力等于重物的质量乘以加速度。根据牛顿第二定律,F=ma,其中F是力,m是质量,a是加速度。因此,我们可以计算出加速度与弹簧伸长量的关系。根据步骤2中计算出的加速度与弹簧伸长量的关系,我们可以标注出加速度刻度。当电梯加速时,加速度为正,弹簧伸长量增加;当电梯减速时,加速度为负,弹簧伸长量减少。