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如图所示弹簧下面挂一个质量为m的物体,物体在竖直方向作振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长.则物体在振动过程中(  )
分析:系统只有重力和弹力做功,机械能守恒,弹簧的弹性势能、物体的动能、重力势能之和不变;在最低点弹性势能最大,根据能量守恒定律,求出最低点的弹性势能;物体在平衡位置动能最大,根据能量守恒发现从最高点到平衡位置,重力势能的减少量全部转化为动能和弹性势能的增加量.
解答:解:A、小球做简谐运动的平衡位置处,mg=kA,A=
mg
k
.所以在最低点时,形变量为2A.弹力大小为2mg;故A正确;
B、在运动的过程中,只有重力和弹力做功,系统机械能守恒,弹簧的弹性势能、物体的动能、重力势能之和不变.故B错误;
C、从最高点到最低点,动能变化为0,重力势能减小2mgA,则弹性势能增加2mgA.而初位置弹性势能为0,在最低点弹性势能最大,为2mgA.故C错误;
D、在平衡位置动能最大,由最高点到平衡位置,重力势能减小mgA,动能和弹性势能增加,所以物体的最大动能小于mgA,故D错误;
故选A.
点评:解决本题的关键抓住简谐运动的对称性以及灵活运用能量守恒定律和机械能守恒定律.
练习册系列答案
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(2)通过上述的物理量可求出弹簧T将球A弹出时释放的弹性势能EP.写出其计算表达式(无需书写推导过程).
(3)下面是本实验中的几个步骤:①按实验装置安装好器材;②用刻度尺测定C的重心到悬点O的距离L; ③反复调节盒C的位置,使其运动轨迹平面与光滑轨道在同一平面内,且盒C静挂,开口正对导轨末端,A、C两者重心同高;④用球A压缩弹簧,使其重心处于轨道的某一刻度线上,记录此时的读数;⑤释放A球,让它射入盒C中,一起与C摆动到最大高度;⑥记录最大摆角θ;⑦处理数据,得出结论.在上述步骤中还缺少哪些主要步骤?请你写出来.
(4)该实验除了要保证光滑导轨水平、小球A能正射入小盒C并与C一起运动以外,还应注意些什么?

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