题目内容
【题目】如图所示,轻弹簧放在光滑的水平面上,左端固定在竖直墙面上,弹簧处于自然伸长状态。一物块放在离弹簧右端一定距离的水平面上的A点,用水平向左的恒力推物块,使物块由静止开始向左运动并压缩弹簧,弹簧右端最大压缩到B点,弹簧的形变始终在弹性限度内,恒力始终作用在物块上,则下列说法正确的是
A. 物块与弹簧刚接触时,物块的速度最大
B. 弹簧压缩量最大时,弹簧的弹性势能等于推力F做的功
C. 物块向左运动和向右运动过程中,速度最大的位置在同一位置
D. 物块在A、B间往复运动
【答案】BCD
【解析】
对物体受力分析,受重力、支持力、推力和弹簧的弹力,分析推力和弹簧弹力的大小关系即可判断物块的运动;
A、开始时推力F大于弹力,物块做加速运动,当推力F小于弹力时,物块做减速运动,所以当物块速度最大时,加速度为零,此时弹簧的弹力与F等大反向,因此物块与弹簧刚接触时速度不是最大,选项A错误;
B、弹簧压缩量最大时,物块动能为零,根据功能关系得弹簧的弹性势能等于推力F做的功,选项B正确;
C、不论物块向左运动还是向右运动,速度最大的位置均是弹力等于推力F的位置,即加速度为零的位置,选项C正确;
D、由于恒力F始终作用在物块上,因此物块从A到B推力做功等于弹簧的弹性势能的增量,从B到A弹簧的弹性势能刚好用来克服推力F做功,因此物块将在A、B间往复运动,选项D正确。
【题目】(8分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律。实验装置示意图如图1所示,实验步骤:
A.将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,将导轨调至水平。 |
B.用游标卡尺测量挡光条的宽度d |
C.由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s |
D.将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。 |
E.从数字计时器(图1中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2。
F.用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m。
用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式:
(1)滑块通过光电门1和光电门2时的瞬时速度分别为v1= 和v2=
(2)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少量ΔEp=____ __(重力加速度为g)。系统(包括滑块,挡光条、托盘和砝码)动能的增加量ΔEk=__ ____
(3)如果ΔEp=ΔEk,则可认为验证了机械能守恒定律。