Question

5．两个质量相同的钩码，下端固定有纸带并穿过打点计时器，在拉力作用下两钩码分别沿竖直向上方向运动，纸带上留下的点迹如图1所示，它们的s-t图象如图2所示．则（　　）

• A． 甲的拉力大
• B． 甲的拉力小
• C． 乙的势能大
• D． 甲的机械能大

Answer 1

分析 （1）通过打点计时器在纸上所打点的轨迹，确定钩码的运动状态，在对其受力分析基础上，结合其运动状态确定钩码所受力的大小关系．
（2）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能．在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析．

解答 解：（1）在图1中的甲、乙两图中，打点计时器打出的各点之间的距离是相同的，
由此确定钩码在这两种情况下都是处于匀速直线运动状态，即平衡状态，所受的力一定是平衡力，
此时的钩码只受两个力的作用：弹簧秤竖直向上的拉力和重力．
根据二力平衡的条件可知这两个力相等，即甲、乙的拉力都等于各自钩码的重力，
由于钩码的质量相等，则重力相等，所以甲的拉力等于乙的拉力．故AB错误；
（2）两个钩码的质量相同，
由题意知，两个钩码上升的高度相同，
由图2知，甲、乙上升相同的高度，甲所用时间小于乙所用时间，根据v=$\frac{s}{t}$可知，甲的速度大于乙的速度，
所以，甲的动能大于乙的动能，甲的势能等于乙的势能，
机械能为动能和势能之和，
所以，甲的机械能大于乙的机械能．故C错误，D正确．
故选D．

点评 此题考查速度公式及其应用、动能和势能的大小变化、二力平衡条件及其应用，关键有三：一是确定钩码两种情况下都处于平衡状态；二是掌握动能和势能大小的影响因素；三是根据图象得出甲、乙钩码的速度大小．