题目内容
【题目】如图甲所示,平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k,一端固定在倾角为θ的斜面底端,另一端与物块A连接;两物块A、B质量均为m,初始时均静止.现用平行于斜面向上的力F拉动物块B,使B做加速度为a的匀加速运动,A、B两物块在开始一段时间内的υ﹣t关系分别对应图乙中A、B图线(t1时刻A、B的图线相切,t2时刻对应A图线的最高点),重力加速度为g,则( )
A.t2时刻,弹簧形变量为0
B.t1时刻,弹簧形变量为
C.从开始到t2时刻,拉力F逐渐增大
D.从开始到t1时刻,拉力F做的功比弹簧弹力做的功少
【答案】B,D
【解析】解:A、由图知,t2时刻A的加速度为零,速度最大,根据牛顿第二定律和胡克定律得:mgsinθ=kx,
则得:x= ,故A错误;
B、由图读出,t1时刻A、B开始分离,对A根据牛顿第二定律:kx﹣mgsinθ=ma,则x= ,故B正确.
C、从开始到t1时刻,对AB整体,根据牛顿第二定律得:F+kx﹣2mgsinθ=2ma,得F=2mgsinθ+2ma﹣kx,x减小,F增大;t1时刻到t2时刻,对B,由牛顿第二定律得:F﹣mgsinθ=ma,得 F=mgsinθ+ma,可知F不变,故C错误.
D、由上知:t1时刻A、B开始分离…①
开始时有:2mgsinθ=kx0 …②
从开始到t1时刻,弹簧释放的势能 Ep= ﹣ …③
从开始到t1时刻的过程中,根据动能定理得:WF+Ep﹣2mgsinθ(x0﹣x)= …④
2a(x0﹣x)=v12 …⑤
由①②③④⑤解得:WF﹣Ep=﹣ ,所以拉力F做的功比弹簧释放的势能少,故D正确.
故选:BD
刚开始AB静止,则F弹=2mgsinθ,外力施加的瞬间,对A根据牛顿第二定律列式即可求解AB间的弹力大小,由图知,t2时刻A的加速度为零,速度最大,根据牛顿第二定律和胡克定律可以求出弹簧形变量,t1时刻A、B开始分离,对A根据牛顿第二定律求出t1时刻弹簧的形变量,并由牛顿第二定律分析拉力的变化情况.根据弹力等于重力沿斜面的分量求出初始位置的弹簧形变量,再根据求出弹性势能,从而求出弹簧释放的弹性势能,根据动能定理求出拉力做的功,从而求出从开始到t1时刻,拉力F做的功和弹簧释放的势能的关系.
【题目】在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接220V、50Hz交流电源.他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表:
对应点 | B | C | D | E | F |
速度(m/s) | 0.141 | 0.185 | 0.220 | 0.254 | 0.301 |
(1)设电火花计时器的周期为T,计算vF的公式为vF=;
(2)根据(1)中得到的数据,以A点对应的时刻为t=0,试在图乙所示坐标系中合理地选择标度,作出v﹣t图象.
(3)利用该图象求物体的加速度a=m/s2;(结果保留2位有效数字)
(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比(选填:“偏大”、“偏小”或“不变”).