题目内容
【题目】如图所示,倾角为30°的光滑斜面固定在水平面上,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在斜面底端的挡板上,另一端与质量为m的物块A连接,A静止于P点。现对A施加一方向平行于斜面向上、大小F =mg的恒定拉力,使A向上运动。若运动过程中弹簧形变未超过弹性限度,重力加速度为g,则下列说法正确的是
A. 刚施加拉力F时,A的加速度大小为g
B. 速度最大时,A距P点的距离为mg/k
C. 在A上升到最高点的过程中,A和弹簧系统的机械能一直增大
D. 在A上升到最高点的过程中,A的机械能先减小后增加
【答案】ABC
【解析】
对A根据牛顿第二定律求出加速度。A的速度最大时加速度为零,根据胡克定律求出A达到最大速度时的位移;根据功能关系分析能量如何转化。
A项:开始时A静止,则弹簧对A的作用力的方向向上,为向上的弹力,
大小:F1=mgsinθ=0.5mg,
对A施加向上的拉力F后,A受到重力、斜面的支持力、弹簧的弹力以及拉力F的作用,沿斜面方向根据牛顿第二定律有:
F+F1-mgsinθ=ma
联立可得:a=g,故A正确;
B项:当A的速度最大时加速度为零,设弹簧对A的作用力大小为F2,方向向下,则:F-F2-mgsinθ=0
得:F2=0.5mg
弹簧对A的作用力大小为0.5mg,方向向下,说明弹簧对A的作用力为拉力,此时弹簧处于伸长状态;
开始时弹簧的压缩量:
A的速度最大时加速度为零,弹簧的伸长量:
所以A距P点的距离为:x=x1+x2=,故B正确;
C项:在A上升到最高点的进程中,拉力F始终做正功,所以A和弹簧系统的机械能一直增加,故C正确;
D项:在A上升到最高点的过程中,弹簧开始时对A做正功,弹簧对A的作用力变成拉力后弹簧对A做负功,当弹簧的拉力大于F后,A受到到除重力外的合外力对A做负功,所以A的机械能先增加后减小,故D错误。
故应选ABC。
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【题目】(1)在“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验中,以下说法正确的是 .
A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度 |
B.用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态 |
C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 |
D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等 |
(2)某同学做“探索弹力和弹簧伸长的关系”的实验,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上砝码后测出簧伸长后的长度L,把L﹣L0作为弹簧的伸长量x,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是图中所示图象的 .