题目内容
5．
如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上，另一端放置一质量m=lkg的小球，小球此时处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在小球上，使小球开始向上做匀加速直线运动，经0.2s弹簧刚好恢复到原长，此时小球的速度为1m/s，整个过程弹簧始终在弹性限度内，g取10m/s2．下列说法正确的是（ ）| A． | 在0～0.2s内，拉力的最大功率为15W | |
| B． | 弹簧的劲度系数为100N/cm | |
| C． | 在0.2s时撤去外力，则小球在全过程中能上升的最大高度为15cm | |
| D． | 在0～0.2s内，拉力F对小球做的功等于1.5J |
分析 先根据运动学公式求解出位移和加速度，然后根据胡克定律确定劲度系数．根据牛顿第二定律得到F与t的关系式，由v=at得到速度与时间的关系，由P=Fv得到拉力的功率与时间的关系，结合数学知识求拉力的最大功率．根据运动学公式求出小球离开弹簧后能上升的最大高度．由功的计算公式分析拉力做的功．
解答 解：AB、小球从静止开始向上做匀加速直线运动，经0.2s 弹簧刚好恢复到原长，此时小球的速度为 v=1m/s；
0.2s内小球的位移：x=$\frac{v}{2}t$=$\frac{1}{2}×0.2m$=0.1m；
加速度：a=$\frac{v}{t}$=$\frac{1}{0.2}$m/s2=5m/s2；
刚开始弹簧静止，故mg=kx，解得：k=$\frac{mg}{x}$=$\frac{10}{0.1}$N/m=100N/m；
对小球受力分析，小球受重力、拉力和弹簧的弹力，根据牛顿第二定律，有：F-mg+k（x-$\frac{1}{2}$at2）=ma；
解得：F=5+250t2 （t≤0.2s）
拉力F的功率：P=Fv=Fat=（5+250t2）×5t，当t=0.2s时，拉力功率达到最大，为Pm=15W，故A正确，B错误；
C、撤去F后，小球离开弹簧做竖直上抛运动，能继续上升的最大高度为 h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$=$\frac{{1}^{2}}{20}$=0.05m
故小球在全过程中能上升的最大高度为 H=x+h=0.15m=15cm，故C正确．
D、在0～0.2s内拉力F=5+250t2 （t≤0.2s），逐渐增加，最大为15N，位移为0.1m，故拉力功W＜15N×0.1m=1.5J，即小于1.5J，故D错误；
故选：AC
点评 本题关键是明确小球的运动规律，然后根据运动学公式求解出小球的位移和加速度，最后对小球受力分析求解出拉力、拉力功率的表达式分析．
| A． | 物体抽象为质点后，其大小和质量可以忽略不计 | |
| B． | 物体沿一直线运动时，那么通过的路程就是位移 | |
| C． | “第5s”是时间，时间间隔为5s | |
| D． | 子弹从手枪中射出的瞬时速度是200m/s |
| A． | 牛顿在得出力不是维持物体运动的原因这一结论的过程中运用了理想实验的方法 | |
| B． | 在“探究弹性势能的表达式”的活动中，为计算弹簧弹力所做功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功，物理学中把这种研究方法叫做“微元法”，那么由加速度的定义a=$\frac{△v}{△t}$，当△t非常小的时候，$\frac{△v}{△t}$就可以表示物体在t时刻的瞬时加速度，上述论断就运用了“微元法” | |
| C． | 用比值法定义物理量是物理学中一种重要的物理科学方法，公式a=$\frac{F}{m}$就运用了比值定义法 | |
| D． | 万有引力可以理解为任何有质量的物体都要在其周围空间产生一个引力场，而一个有质量的物体在其它有质量的物体所产生的引力场中都要受到该引力场的引力（即万有引力）作用，这情况可以与电场相类比，那么在地球的引力场中的重力加速度就可以与电场中的电场强度相类比 |
| A． | 闭合电路中，电流总是从电势高处流向电势低处 | |
| B． | 闭合电路中，电流越强，电源消耗功率越大 | |
| C． | 闭合电路中，电流越强，电源输出功率越大 | |
| D． | 闭合电路中，路端电压越高，电源效率越高 |
| A． | 元电荷是指带电量为1.6×10-19C的电子或质子 | |
| B． | 起电的实质是改变原来物质结构，产生新电荷 | |
| C． | 库仑测定了电子所带电量的值，为了纪念他，所以电量单位是库仑 | |
| D． | 在任何情况下，只要系统与外界没有电荷交换，电荷的代数和就不变 |
如图所示，螺线管、蹄形铁芯、环形导线三者相距甚远，当开关闭合后小磁针N极（黑色的一端）的指向正确的是（ ）| A． | 小磁针a的N极指向正确 | B． | 小磁针b的N极指向正确 | ||
| C． | 小磁针c的N极指向正确 | D． | 小磁针d的N极指向正确 |
如图所示，一杆水平地插入墙内，它的一端有一个光滑定滑轮．细绳一端固定于墙上，绳跨过滑轮，另一端悬挂一重为10N的物体，绳与水平杆夹角为300．试求：定滑轮受到绳子对它作用力的大小和方向？