Question

如图所示可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度

如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个压力传感器．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，（弹簧两端与传感器和滑块都不连接），其压力大小可直接从传感器上读出．现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后，汽车静止时，传感器a、b的读数均为10N．设汽车运动方向一直向右。（取g=10m/s²）。
（1）若某次测量时，传感器a的读数为14N，则汽车做（ ）运动（填加速或减速），加速度的大小为（ ）m/s²。
（2）若某次测量时，传感器a的读数为0N，则汽车做（ ）运动（填加速或减速），加速度的大小为（ ）m/s²。

Answer 1

分析：汽车静止时加速度为0，此时两弹簧均被压缩（因弹簧和传感器不连接，且传感器都有读数）。
　　（1）当传感器 a 读数为14牛时（左弹簧压缩量更多，弹力由10牛增大到14牛，增加量为4牛），传感器 b 的读数必是6牛（右弹簧相对来说比原来长了，长度变化量与左弹簧长度变化量相等，弹力也变化4牛）。
　　所以汽车做（加速）运动，加速度大小是　a＝（Fa－Fb）/ m＝（14－6）/ 2＝4 m/s^2
　　（2）当传感器 a 的读数为0时（左弹簧弹力减小了10牛，那么右弹簧弹力就增加10牛），传感器 b 的读数就是　10＋10＝20牛。
　　所以汽车做（减速）运动，加速度大小是　a`＝Fb` / m＝20 / 2＝10 m/s^2