题目内容
【题目】光滑斜面上物块A被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O点,如图所示,现将A沿斜面拉到B点无初速释放,物块在BC范围内做简谐运动,则下列说法正确的是( )
A.在振动过程中,物块A机械能守恒
B.C点时弹簧性势能最小
C.C点时系统势能最大,O点时系统势能最小
D.B点时物块A的机械能最小
【答案】CD
【解析】
试题物体做简谐运动,物体A和弹簧系统机械能守恒,根据机械能守恒定律分析即可.
解:A、在振动过程中,物体A和弹簧系统机械能之间相互转化,由于弹性势能是变化的,故物体A的机械能不守恒,物体与弹簧构成的系统机械能守恒.故A错误;
B、当物块A被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O点时,物体A受到向上的弹力,所以弹簧处于伸长状态,结合简谐振动的对称性可知,物块在B点时弹簧的伸长量一定最长,而物块在C点时,弹簧可能处于原长状态,也可能处于压缩状态或伸长状态,可知在C点时,弹簧的弹性势能不一定最小.故B错误;
C、物体A和弹簧系统机械能守恒;物体在C点时,动能为零,最小,故物体与弹簧构成的系统势能(重力势能和弹性势能之和)最大;在O点时,动能最大,故势能最小.故C正确;
D、物体A和弹簧系统机械能守恒;物体在B点时,弹簧的伸长量最长,弹簧的弹性势能最大;物体A的机械能最小;故D正确;
故选CD.
【题目】某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧弹性势能与压缩量的关系
①如图23(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测量相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数k= N/m。(g取9.80m/s2)
砝码质量(g) | 50 | 100 | 150 |
弹簧长度(cm) | 8.62 | 7.63 | 6.66 |
②取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图23(b)所示:调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小 。
③用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为 。
④重复③中操作,得到v与x的关系如图23(c)。由图可知,v与x成 关系。由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的 成正比。