题目内容
5．
如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力F拉物体，使物体由静止开始竖直向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示，g=10m/s2，下列结论正确的是（ ）| A． | 弹簧的劲度系数为150N/m | B． | 物体的质量为2.5kg | ||
| C． | 物体的加速度大小为4m/s2 | D． | 初始时刻弹簧的弹性势能为0.75J |
分析 由图示图象可知：开始，物体静止在弹簧上面，弹簧弹力与重力平衡，施加F后即为合力，物体匀加速上升，弹簧上的弹力逐渐变小，运动位移为4cm后，弹簧恢复原长，此时物块和弹簧分离，此后物体受到恒定的力F=30N和重力做匀加速运动．根据牛顿第二定律分别列出起始和分离状态时的方程联立可解得．再根据弹性势能的表达式可明确对应的弹性势能大小．
解答 解：AB、开始，物体静止在弹簧上面，弹簧弹力与重力平衡，施加F后即为合力，所以有10=ma①，此后物体匀加速上升，弹力逐渐变小，当弹簧恢复原长后，物块和弹簧分离，合力为25-mg=ma②，联立①②两式，整理得物体重力：mg=15N，质量m=1.5Kg；
由图可知，从初始弹簧弹力等于重力到弹簧恢复原长，位移为10cm，即弹力等于重力时，弹簧形变量为△X=10cm=0.1m，劲度系数k=$\frac{mg}{△x}$=$\frac{mg}{△x}$=$\frac{15}{0.1}$=150N/m，故A正确，B错误；
C、当弹簧恢复原长后，物块和弹簧分离，合力为 25N-mg=ma，又已求得m=1.5Kg，则a=$\frac{25-15}{1.5}$m/s2=6.7m/s2，故C错误；
D、初始时刻弹簧的弹性势能为EP=$\frac{1}$kx2=$\frac{1}$×150×（0.1）2=0.75J，故D正确．
故选：AD
点评 本题考查图象的识别，从图象中获取信息是物理的一项基本能力，获取信息后能否根据获取的信息分析过程，灵活运用好牛顿第二定律是关键
练习册系列答案
高中必刷题系列答案
相关题目
如图所示，某透明材料制成的直角三棱镜ABC放在水平面内，底边长为2L折射率n=$\frac{\sqrt{5}}{2}$，∠B=30°．现有一平行于BC边的细光束入射到棱镜AB边重点P（图中未画出），经AB面和AC面折射后射出，求：
13．
如图所示，轻弹簧上端固定，下端悬挂一质量为m的条形磁铁，条形磁铁穿过固定的水平闭合金属线圈，静止时磁铁中心在线圈不面上，弹簧伸长量为x；将条形磁铁托起到弹簧压缩量为x后由静止放开，条形磁铁会上下运动并逐渐停下来．不计空气阻力的影响，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，则（ ）
如图所示，轻弹簧上端固定，下端悬挂一质量为m的条形磁铁，条形磁铁穿过固定的水平闭合金属线圈，静止时磁铁中心在线圈不面上，弹簧伸长量为x；将条形磁铁托起到弹簧压缩量为x后由静止放开，条形磁铁会上下运动并逐渐停下来．不计空气阻力的影响，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，则（ ）| A． | 弹簧处于原长时，条形磁铁的加速度可能大于g | |
| B． | 条形磁铁中央通过线圈时，线圈中的感应电流为0 | |
| C． | 条形磁铁向下运动时，线圈始终受到向上的安培力作用 | |
| D． | 线圈在整个过程中产生的焦耳热为2mgx |
20．
如图所示，小车质量为M，小车顶端为半径为R的四分之一光滑圆弧，质量为m的小球从圆弧顶端由静止释放，对此运动过程的分析，下列说法中正确的是（g为当地重力加速度）（ ）
如图所示，小车质量为M，小车顶端为半径为R的四分之一光滑圆弧，质量为m的小球从圆弧顶端由静止释放，对此运动过程的分析，下列说法中正确的是（g为当地重力加速度）（ ）| A． | 若地面粗糙且小车能够静止不动，则地面对小车的静摩擦力最大为1.5mg | |
| B． | 若地面粗糙且小车能够静止不动，则地面对小车的静摩擦力最大为2mg | |
| C． | 若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为m$\sqrt{\frac{2gR}{M（M+m）}}$ | |
| D． | 若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为M$\sqrt{\frac{2gR}{m（M+m）}}$ |
如图所示，一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ固定在水平面内，导轨间距L=0.50m，一根质量为m=0.50kg的匀质金属棒ab横跨在导轨上且接触良好，abMP恰好围成一个正方形．该导轨平面处在磁感应强度方向竖直向上、大小可以随时间变化的匀强磁场中，ab棒与导轨间的动滑动摩擦力为f=1.0N（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），棒的电阻为R=0.10Ω，其它电阻均不计．开始时，磁感应强度B0=0.50T．
10．
如图，一足够长的光滑平行金属轨道，其轨道平面与水平面成θ角，上端用一电阻R相连，处于方向垂直轨道平面向上的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的金属杆ab，从高为h处由静止释放，下滑一段时间后，金属杆开始以速度v匀速运动直到轨道的底端．金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道电阻及空气阻力均可忽略不计，重力加速度为g．则（ ）
如图，一足够长的光滑平行金属轨道，其轨道平面与水平面成θ角，上端用一电阻R相连，处于方向垂直轨道平面向上的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的金属杆ab，从高为h处由静止释放，下滑一段时间后，金属杆开始以速度v匀速运动直到轨道的底端．金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道电阻及空气阻力均可忽略不计，重力加速度为g．则（ ）| A． | 金属杆加速运动过程中的平均速度小于$\frac{1}{2}$v | |
| B． | 金属杆加速运动过程中克服安培力做功的功率大于匀速运动过程中克服安培力做功的功率 | |
| C． | 当金属杆的速度为$\frac{v}{4}$时，它的加速度大小为$\frac{gsinθ}{4}$ | |
| D． | 整个运动过程中电阻R产生的焦耳热为$\frac{（2mgh-m{v}^{2}）R}{2（R+r）}$ |
8．质量为m、棱长为L的均匀正方体放在粗糙的水平面上，以地面为零势能参考面，它的重力势能是（ ）
| A． | $\frac{1}{2}$mgL | B． | 0 | C． | mgL | D． | $\frac{1}{4}$mgL |