Question

2．同学们在研究传感器特点时，做了如下两个实验：
（1）利用传感器和计算机可以研究快速变化力的大小，实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落．用这处方法获得的弹性绳的拉力随时间变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是B

A．t₁、t₂时刻小球速度最大
B．t₂、t₅时刻小球的动能最小
C．t₃、t₄时刻小球的速度相同
D．小球在运动过程中机械能守恒
（2）温度传感器是对温度敏感的元件，它将感受到的温度信号转变成测量的量（一般是电学量），从而直接反映出其变化．某种材料的R-t图线如图丙所示．
①它能（填“能”或“不能”）作为温度传感器的感应元件．
②把这种材料制成的电阻和一个电热器串联，如图丁，可达到何种自动控制效果？可达到使电热器保持一定温度的效果．

Answer 1

分析 （1）把小球举高到绳子的悬点O处，让小球自由下落，t₁与t₄时刻绳子刚好绷紧，分析小球的运动情况，判断什么时刻小球的速度最大．当绳子的拉力最大时，小球运动到最低点，绳子也最长．
（2）①明确传感器的性质，根据热敏电阻的图象可以分析其作用；
②分析电路结构，再根据功率公式分析电路中功率的变化．

解答 解：A、把小球举高到绳子的悬点O处，让小球自由下落，t₁时刻绳子刚好绷紧，此时小球所受的重力大于绳子的拉力，小球向下做加速运动，当绳子的拉力大于重力时，小球才开始做减速运动，t₂时刻绳子的拉力最大，小球运动到最低点，速度为零，所以t₁与t₄时刻绳子刚好绷紧，小球速度不是最大．t₂时刻小球的速度为零．故A错误；
B、t₂、t₅时刻小球都到达最低点，速度为零，动能都为零，最小．故B正确；
C、t₃时刻小球下落，速度方向向上，t₄时刻小球速度向下，t₃，t₄时刻小球的运动方向相反．故C错误；
D、在绳子绷紧之后，弹性绳对小球做功，小球的机械能不守恒．故D错误．
故选：B．
（2）①由图可知，该传感器电阻随温度的变化明显，故可以作为温度传感器的感应元件；
②由于传感器电阻随温度的升高而增大，故温度升高后，电流减小，功率减小；同样，温度降低时，电流增大，功率增大；故可以起到保持一定温度的效果；
故答案为：（1）B；（2）①能；②可达到使电热器保持一定温度的效果

点评 （1）本题关键要运用牛顿定律分析小球运动情况的能力，要注意绳子拉力的变化与弹簧的弹力类似；
（2）认真分析传感器电阻随温度的变化规律，从而明确它在电路中所起的作用．