题目内容
11.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复,忽略空气阻力,通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图象如图乙所示,则( )A. | t2时刻小球速度最大,处于失重状态 | |
B. | t2至t3时间内,小球加速度一直减小 | |
C. | t2至t3时间内,小球速度先增大后减小 | |
D. | t3时刻小球的加速度等于g |
分析 小球先自由下落,与弹簧接触后,弹簧被压缩,在下降的过程中,弹力不断变大,当弹力小于重力时,物体加速下降,合力变小,加速度变小,故小球做加速度减小的加速运动;当加速度减为零时,速度达到最大;之后物体由于惯性继续下降,弹力变得大于重力,合力变为向上且不断变大,加速度向上且不断变大,故小球做加速度不断增大的减速运动;同理,上升过程,先做加速度不断减小的加速运动,当加速度减为零时,速度达到最大,之后做加速度不断增大的减速运动,直到小球离开弹簧为止.通过分析小球的受力情况来判断其运动情况.
解答 解:A、t2时刻弹簧的弹力最大,说明小球到达最低点,速度为零,此时弹簧的弹力大于小球的重力,小球处于超重状态,故A错误.
B、t2至t3时间内,小球上升,小球受到向上的弹力和向下的重力,弹簧的弹力先大于重力,后小于重力,随着弹力的减小,合力先减小后增大,由牛顿第二定律可知加速度先减小后增大,故B错误;
C、t2至t3时间内,小球受到的合力先向上后向下,小球速度先增大后减小,当弹簧的弹力与重力平衡时速度最大,故C正确;
D、t3时刻小球刚与弹簧脱离,只受重力,加速度为g,故D正确;
故选:CD
点评 解决本题的关键是抓住弹簧弹力的可变性,分析小球的合力变化情况,来判断其运动情况.要将小球的运动分为自由下落过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和减速过程进行分析处理.
练习册系列答案
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C. | 若水平面粗糙,则a2>a1 | D. | 若水平面粗糙,则a2<a1 |
3.图甲是交流发电机模型示意图,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直磁感线的轴OO'转动,由线圈引出的导线ae和df分别与两个线圈一起绕OO'转动的金属圆环相连接,金属原话又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路,图乙是线圈的主视图,导线ab和cd分别用它们的横截面来表示,已知ab长度为L1,bc长度为L2,线圈电阻为r,线圈以恒定角速度ω逆时针转动,(只考虑单匝线圈,其余电阻不计)( )
A. | 若在线圈平面处于中性面时开始计时,瞬时电动势e=BL1L2sinωt | |
B. | 若在线圈平面垂直于中性面时开始计时,瞬时电动势e=BL1L2sinωt | |
C. | 线圈产生的交变电流的电动势的有效值为E=$\sqrt{2}B{L_1}{L_2}$ω | |
D. | 线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热为${Q_R}=πRω{(\frac{{B{L_1}{L_2}}}{R+r})^2}$ |
1.如图所示,甲是一个带正电的小物块,乙是一个不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有水平方向的匀强磁场.现用水平恒力拉乙物块,使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动,在加速运动阶段( )
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C. | 乙物块与地板间的摩擦力大小不变 | D. | 甲、乙两物块间的摩擦力不断增大 |