小明设计的压力传感器如图。它的主要构成部分:支板和压力杠杆ABO,压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻),显示压力大小的仪表A(实质是电流表)、滑轮组合(-九年级物理

首页 > 考试 > 物理 > 初中物理 > 压强的定义/2020-04-30 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

题文

小明设计的压力传感器如图。它的主要构成部分:支板和压力杠杆ABO,压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻),显示压力大小的仪表A(实质是电流表)、滑轮组合(滑轮组合由动滑轮Q和安装在水平杆CD上的两个定滑轮组成)。图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面上。设支板和压力杠杆ABO、杠杆组件的质量、绳的质量,滑轮与轴的摩擦可以忽略不计。接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8V,取g=10N/kg。其中AO∶BO=5∶1,压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300

电阻R/
300
270
240
210
180
150
120

当支板上放重物G1=650N时,小明以拉力F1匀速拉动绳子,使物体压在支板上时,压力杠杆ABO在水平位置平衡,此时电流表的示数为20mA;当支板上放重物G2=1500N时,小明以拉力F2匀速拉动绳子,使物体压在支板上时,压力杠杆ABO仍在水平位置平衡,此时电流表的示数为32mA;且F1: F2=2:3

请回答:(1)当电流表的示数为25 mA且压力杠杆ABO在水平位置平衡时,支板处受到的压力为多大?(2)若人的体重为700N,当支板上放重物G1和重物G2两种情况下,人匀速拉绳时对地面的压强P1P2之比为多少?

题型:计算题  难度:中档

答案

(1)900N(2)12:11


试题分析:(1)通过表中数据分析可知,电阻R的阻值与压力F成一次函数关系,设它们的关系式为:R=kF+b,代入相关数据可得:R="300―0.6F"   (1分)
∵I=25mA  ∴ 据R=300―0.6F可知:F=180N
又AO??F=OB?FN  AO∶BO=5∶1  ∴支板处受到的压力FN=900N (1分)
(2)当支板上放重物G1=650N I1=20mA时
  据表中数据分析可知:F′=100N
又AO??F′= OB?FN1  AO∶BO=5∶1  ∴支板处受到的压力FN1 =500N (1分)
当支板上放重物时 G2=1500N I2=32mA时
    据表中数据分析可知:F″=250N
又AO??F″= OB?FN2  AO∶BO=5∶1  ∴支板处受到的压力FN2 =1250N (1分)
∵2F1+ FN1 =G1+ G   ∴2F1+ 500N= 650N+ G    (1)
∵2F2 + FN2 =G2+ G 2F2 + 1250N ="1500N" + G  (2)           
又因为F1: F2=2:3 (3)
由(1)(2)(3)式可知: G =50N  (2分)
F1=×(G1+ G—-FN1)=×(650N + 50N–500N)=100N
F2=×(G2+ G—-FN2)=×(1500N + 50N–1250N)=150N (1分)
对人进行受力分析可知:人受重力G,拉力F,支持力N ( 压力T = 支持力N )
∴T1
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