题目内容
【题目】如图所示,物体A、B由轻弹簧相连接,放在光滑的水平面上,物体A的质量等于物体B的质量。物体B左侧与竖直光滑的墙壁相接触,弹簧被压缩,弹性势能为E,释放后物体A向右运动,并带动物体B离开左侧墙壁。下列说法正确的是( )
A.物体B离开墙之前,物体A、B及弹簧组成的系统动量守恒
B.物体B离开墙之后,物体A、B及弹簧组成的系统动量守恒
C.物体B离开墙之后,物体B动能的最大值为
D.物体B离开墙之后,弹簧的最大弹性势能为
【答案】BD
【解析】
A.物体B离开墙之前,由于墙壁对B有向右的作用力,物体A、B系统的合外力不为零,系统的动量不守恒;故A项不合题意.
B.物体B离开墙壁后,系统的合外力为零,系统的动量守恒,故B项符合题意.
C.弹簧从B离开墙壁到第一次恢复原长的过程,B一直加速,弹簧第一次恢复原长时B的速度最大.设此时A、B的速度分别为vA、vB.
根据动量守恒和机械能守恒得:
解得:vB=v,vA=0
物体B的最大动能为:
,
故C项不合题意.
D.根据A、B和弹簧组成的系统机械能守恒,可得物体B离开墙时物体A的动能等于E.
设物体B离开墙壁的瞬间A的速度为v,则
,
物体B离开墙壁后,系统的动量守恒,当弹簧伸长最大时和压缩最大时,两物体的速度相等,则
mv=(m+m)v′,
则知两种状态下AB共同速度相同,动能相同,则根据机械能守恒知,弹簧伸长最大时的弹性势能等于弹簧压缩最大时的弹性势能,有:
联立解得:;故D项符合题意.
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【题目】某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在______方向(填“水平”或“竖直”);
(2)弹簧自然悬挂,待弹簧处于静止时,长度记为L0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表表:
代表符号Lx | L0 | Lx | L1 | L2 | L3 | L4 | L5 | L6 |
数值(cm) | 25.35 | 27.35 | 29.35 | 31.30 | 33.4 | 35.35 | 37.40 | 37.40 |
表中有一个数值记录不规范,代表符号为_______。由表可知所用刻度尺的最小分度为______mm。
(3)下图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与_________的差值(填“L0或Lx”)。
(4)由图可知弹簧和的劲度系数为_________N/m(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2)