◎ 题目

角速度计可测量航天器自转的角速度ω，其结构如图所示．当系统绕OO′转动时，元件A在光滑杆上发生滑动，并输出电压信号成为航天器的制导信号源．已知A质量为m，弹簧的劲度系数为k，原长为L0，电源电动势为E，内阻不计．滑动变阻器总长为L，电阻分布均匀，系统静止时滑动变阻器滑动头P在中点，与固定接点Q正对，当系统以角速度ω转动时，求： （1）弹簧形变量x与ω的关系式； （2）电压表的示数U与角速度ω的函数关系．

◎ 答案

（1）设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x，则 对元件A，根据牛顿第二定律得 Fn=ma=mω2R， Fn=kx=mω2（L0+x）， 即x= mω2L0 k-mω2 （2）根据题意可知：电压表的示数U= xE L = mω2L0E L(k-mω2) 所以电压表的示数U与角速度ω的函数关系为U= mω2L0E L(k-mω2) ． 答：（1）弹簧形变量x与ω的关系式为x= mω2L0 k-mω2 ； （2）电压表的示数U与角速度ω的函数关系为U= mω2L0E L(k-mω2) ．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“角速度计可测量航天器自转的角速度ω，其结构如图所示．当系统绕OO′转动时，元件A在光滑杆上发生滑动，并输出电压信号成为航天器的制导信号源．已知A质量为m，弹簧的劲度系数为…”主要考查了你对  【向心力】，【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。