题目内容

【题目】如图所示,轻弹簧放置在倾角为30°的光滑斜面上,下端固定于斜面底端.重10N的滑块从斜面顶端a点由静止开始下滑,到b点接触弹簧,滑块将弹簧压缩最低至c点,然后又回到a点.已知ab=1m,bc=0.2m.下列说法正确的是(  )

A.整个过程中滑块动能的最大值为6 J
B.整个过程中弹簧弹性势能的最大值为6 J
C.从b点向下到c点过程中,滑块的机械能减少量为6 J
D.从c点向上返回a点过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒

【答案】B,C,D
【解析】解:A、当滑块的合力为0时,滑块速度最大,设滑块在d点合力为0,d点在b和c之间.滑块从a到d,运用动能定理得:

mghad+W=EKd﹣0

mghad<mghac=10×1.2×sin30°=6J,W<0,所以EKd<6J,故A错误.

B、滑块从a到c,运用动能定理得:

mghac+W′=0﹣0

解得:W′=﹣6J.

弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化,所以整个过程中弹簧弹性势能的最大值为6J.故B正确.

C、从b点到c点弹簧的弹力对滑块做功为﹣6J,根据功能关系知,滑块的机械能减少量为6 J,故C正确.

D、整个过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒,没有与系统外发生能量转化,弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒.故D正确.

故选:BCD.

【考点精析】认真审题,首先需要了解动能定理的综合应用(应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷),还要掌握机械能守恒及其条件(在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变)的相关知识才是答题的关键.

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