题目内容

20.如图所示,一轻质弹一端系在墙上的O点,另一端连接小物体,弹簧自由伸长到B点,让小物体m连在弹簧上,并把弹簧压缩到A点,然后释放,小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的摩擦力恒定,下列说法中正确的是(  )
A.物体从A到B速度越来越大,从B到C速度越来越小
B.物体从A到B速度越来越小,从B到C速度越来越大
C.物体从A到B速度先增大后减小,从B到C速度一直减小
D.物体在B点受到的合外力为零

分析 分析物体的受力情况来判断其运动情况:物体竖直方向受到重力与地面的支持力平衡,水平方向受到弹簧的弹力和滑动摩擦力.从A到B过程中,弹簧的弹力先大于摩擦力,后小于摩擦力,则知物体先加速后减速,从B到C过程,摩擦力和弹簧的弹力方向均向左,物体一直做减速运动.

解答 解:A、B、C物体竖直方向受到重力与地面的支持力平衡,水平方向受到弹簧的弹力和滑动摩擦力.从A到B过程中,弹簧的弹力水平向右,摩擦力水平向左,弹簧的弹力先大于摩擦力,后小于摩擦力,故物体先加速后减速,从B到C过程,摩擦力和弹簧的弹力方向均向左,物体一直做减速运动.故AB错误,C正确.
D、物体在B点时,弹簧的弹力为零,而摩擦力不为零,则物体所受的合外力不为零.故D错误.
故选:C.

点评 本题考查根据物体的受力情况分析其运动情况的能力,关键要抓住弹簧的弹力的可变性,进行动态分析.

练习册系列答案
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6.某实验小组用如图1所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系.
用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起,木板的右端固定了两个打点计时器,将两个质量相等的小车A、B放置在木板右端,用细线绕过滑轮组后与两小车相连.两条纸带穿过打点计时器后分别与小车连接在一起.将两个打点计时器接在同一个电源上,确保可将它们同时打开或关闭.实验时,甲同学将两小车按住,乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码,再接通电源使打点计时器开始工作.打点稳定后,甲将两辆小车同时释放.在小车撞到定滑轮前,乙断开电源,两打点计时器同时停止工作.取下两条纸带,通过分析处理纸带记录的信息,可以求出两小车的加速度,进而完成实验.

请回答以下问题:
(1)图2为小车A后面的纸带,纸带上的0、1、2、3、4、5、6为每隔4个打印点选取的计数点,相邻两计数点间的距离如图中标注,单位为cm.打点计时器所用电源的频率为50Hz,则小车A的加速度a1=0.48m/s2(结果保留两位有效数字).同样测出车B的加速度a2,若a1:a2近似等于1:2,就可说明质量一定的情况下,物体的加速度与其质量成正比.
(2)丙同学提出,不需测出两小车加速度的数值,只量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离x1、x2,也能完成实验探究.他的验证方法是比较x1:x2是否近似等于1:2,理由是小车从静止开始运动,纸带上最初和最末两个打印点对应小车的运动时间相等,由x=$\frac{1}{2}$at2可知,x与a成正比,即距离之比等于加速度之比.
(3)下列操作中,对减少实验误差有益的是AC
A.换用质量大一些的钩码
B.换用质量大一些的小车
C.调整定滑轮的高度,使牵引小车的细线与木板平行
D.平衡小车运动时受到的摩擦力时,将细线与小车连接起来.
3.像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,每个光电门都是由激光发射和接收装置组成.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图1所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上间距为l的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).小车上固定着用于挡光的窄片K,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2
(1)用游标卡尺测量窄片K的宽度(如图2)d=5.15×10-3m(已知l>>d),光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=2.50×10-2s、t2=1.25×10-2s;
(2)用米尺测量两光电门的间距为l,则小车的加速度表达式a=$\frac{({t}_{2}^{2}-{t}_{1}^{2}){d}^{2}}{2l{t}_{1}^{2}{t}_{2}^{2}}$(各量均用(1)(2)里的已知量的字母表示);
(3)该实验中,为了把砂和砂桶拉车的力当做小车受的合外力,就必须平衡小车受到的摩擦力,正确的做法是不挂砂和砂桶,调节长木板的倾角,轻推小车让其下滑,直至两个光电计时器的读数相等为止;
(4)某位同学通过测量,把砂和砂桶的重量当做小车的合外力F,作出a-F图线.如图3中的实线所示.试分析:图线不通过坐标原点O的原因是平衡摩擦力时木板倾角太大;曲线上部弯曲的原因是没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量.

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