问题 填空题

某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验.如图a为实验装置简图,A为小车;B为电火花计时器,接220V,50Hz的交流电源;C为钩码;D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中可以认为细绳对小车的拉力F等于钩码的总重量.

(1)(图(b)为某次实验得到的纸带,该同学由纸带上的打点每两个点取一个计数点,得到A、B、C、D、E几个计数点,测量得相邻计数点间的长度如图中所示.则根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2.(保留两位有效数字)

(2)在“探究加速度与质量的关系”时,应保持钩码的重量不变,改变小车质量;在“探究加速度与力的关系”时,应保持小车的质量不变,改变钩码的重量.这样的研究方法称为______.

(3)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变钩码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与拉力F的关系图线如图(c),该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.答:______.

答案

(1)该同学由纸带上的打点每两个点取一个计数点,说明相邻的两个计数点时间间隔为0.04s

运用匀变速直线运动的公式△x=at2

由于相邻的时间间隔位移之差不等,我们可以采用逐差法求解.

a=

xCE-xAC
4T2
=
0.00553-0.00457
(0.04)2
m/s2=1.5m/s2

(2)实验要探究三个变量之间的关系,应采用控制变量法研究.

(3)根据图象你会发现直线没过原点,当F≠0时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢.该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤.

故答案为:(1)1.5

(2)控制变量

(3)没有平衡摩擦力

问答题


阅读以下关于CAN现场总线嵌入式监控系统的技术说明,根据要求回答问题1至问题5。
[说明]
某自动化仪表企业正在研究使用现场总线网络构成自动监测系统的可行性,打算采用 CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线作为底层网络构件系统。该企业试验用的数据采集与监测系统的网络结构如图6-10所示。


在图6-10网络结构中,系统主控机可有一台或多台,相当于上位机,负责系统的总体管理,可以向网络节点发送命令,接受节点数据,进行存储、分析、统计、显示与打印等工作。在系统主控机内装有PCCAN网卡(CAN总线通信接口适配卡)。系统主控机中具有以下几种软件模块:
(1)初始化模块。该模块用来设置CAN网络通信速率、输出控制方式、报文标识符屏蔽格式等参数,设定各节点工作空间的位置与规模,初始化节点缓冲区域的缓冲文件等。
(2)采集节点信息与数据模块。该模块可以采用指定节点发送、由节点主动发送和自动轮询采集等多种方式,并可以统计与分析数据采集的进度与状态。
(3)向节点发送参数、命令或程序模块。
(4)数据统计分析模块。
(5)系统管理模块。
图6-10所示的网络结构中有12个网络节点,每一节点都通过传感器采集现场的有关数据。在每一节点电路中都配置了MCP2510 CAN控制器和TJA1050总线收发器,其接口电路如图6-11所示。系统主控机与网络节点采用双绞线连接,实验时最大节点间的距离为35 m。

[问题2]
CAN现场总线具有如下基本特征:
①CAN总线是一种多主方式的串行通信总线,当CAN信号传输距离在40 m以内时,其最高通信速率为1 Mb/s,当信号传输距离在10 km以内时,CAN总线仍可提供 50kb/s的数据传输速率。网络上节点的数目主要取决于总线驱动电路,目前可达110个节点。
②通信的灵活性。CAN总线允许采用多主方式工作,网上任一节点均可在任何时刻主动向网上其他节点发送信息(不分主从),无需站地址等节点信息。事实上,通信取决于报文标识符进行(在CAN2.0A标准中规定了2032种报文标识符),采用报文滤波即可实现点到点、一点到多点或者全广播等多种方式通信,无需专门调度。
③通信的实时性。CAN网络上节点的信息可分为不同的优先级,从而能满足不同的实时性要求。
④通信的可靠性。CAN采用了非破坏性的总线仲裁技术,当多个节点同时向总线发送信息时,优先级较低的节点会主动退出发送,具有相对最高优先级的节点可以不受影响地继续传输数据,从而大大节省了总线仲裁时间,特别是在网络负荷很重的情况下也不会引起网络瘫痪。另一方面,CAN协议规定了采用短帧结构(比如一个数据帧内有效数据为8个字节),帧传输时间短,抗电磁干扰能力强。每帧内有CRC校验及其他校验措施(适用于位数小于127位的帧)。当节点发现严重错误时,能自动关闭输出,使其他节点操作不受影响。
基于以上基本特征,请估算具有最高优先权的数据帧最快可在多长时间内获得传输权限。请在150字以内简要说明理由并列出计算过程。

单项选择题