题目内容
【题目】学生在做模拟“蹦极”的小实验(如图所示)。一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在a点,b点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,c点是橡皮筋系上小石块自然下垂时下端所在的位置,d点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点。在小石块从a点到c点运动的过程中,以下说法正确的是
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A. 小石块经过b点时,橡皮筋具有弹性势能 B. 小石块动能一直在增加
C. 小石块减少的重力势能全部转化为动能 D. 小石块到达c点时,动能为零
【答案】D
【解析】
影响动能的因素有:质量和速度,小石块的质量在下落过程中不会改变,因此只需考虑速度的变化情况,这就要从小石块的受力分析入手解答。
弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关,物体弹性形变的程度越大,弹性势能越大。
当小石块越过b点后,绳子伸长,产生的弹力由小到大,从而直接影响到运动状态和速度的大小变化。
A、小石块经过b点时,橡皮筋自然下垂,不发生弹性形变,不具有弹性势能,故A错误;
B、小石块从a到b的过程中,重力势能转化为动能,动能一直在增加,但从b到c的过程中,小石块受到向上的弹力,随着形变的增大,弹力增大,在弹力小于重力这段时间内,合力向下,小石块做加速运动,其动能逐渐增大;当弹力等于重力时,速度最大。所以小石块的动能先增加、后减小,故B错误;
C、小石块的重力势能在c时,全部转化为绳子的弹性势能,故C错误;
D、当小石块经过b点后,小石块受到向上的弹力,随着形变的增大,弹力增大,在弹力小于重力这段时间内,合力向下,小石块做加速运动,其动能逐渐增大;当弹力大于重力后,合力向上,小石块做减速运动,直到下落到最低点d点时,速度为零,其动能为零,故D正确。
故选:D。
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