题目内容


如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑,下列说法错误的是(  )

 

A.

在下滑过程中,物块和弧形槽组成的系统机械能守恒

 

B.

在下滑过程中,物块和槽的水平方向动量守恒

 

C.

物块被弹簧反弹后,离开弹簧时的速度大小为v=2

 

D.

物块压缩弹簧的过程中,弹簧的最大弹性势能Ep=mgh


考点:

动量守恒定律;弹性势能;机械能守恒定律..

专题:

动量定理应用专题.

分析:

滑块下滑过程,滑块与弧形槽组成的系统水平方向动量守恒,系统机械能守恒,应用动量守恒定律与机械能守恒定律求出滑块与弧形槽的速度,然后应用能量守恒定律分析答题.

解答:

解:A、滑块下滑过程,只有重力做功,系统机械能守恒,故A正确;

B、滑块下滑过程,滑块与弧形槽组成的系统水平方向所受合外力为零,系统水平方向动量守恒,故B正确;

C、设小球到达水平面时速度大小为v1,槽的速度大小为v2,且可判断球速度方向向右,槽的速度方向向左,以向右为正方向,在球和槽在球下滑过程中,系统水平方向动量守恒,由动量守恒定律得:mv1﹣2mv2=0,由机械能守恒定律得:mgh=mv12+•2mv22,由以上两式解得:v1=2,v2=,物块与弹簧相互作用过程系统机械能守恒,物块离开弹簧时速度大小与物块接触弹簧前的速度大小相等,v=v1=2,故C正确;

D、物块与弹簧相互作用过程系统机械能守恒,物块速度为零时,弹簧的弹性势能最大,由机械能守恒定律可知,最大弹性势能Ep=mv12=,故D错误;

本题选错误的,故选:D.

点评:

本题考查了动量守恒定律与机械能守恒定律的应用,分析清楚物体运动过程,应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可正确解题.

 

练习册系列答案
相关题目

如图(a)所示,两个完全相同的“人”字型金属轨道面对面正对着固定在竖直平面内,间距为d,它们的上端公共轨道部分保持竖直,下端均通过一小段弯曲轨道与一段直轨道相连,底端置于绝缘水平桌面上。MM′、PP′(图中虚线)之下的直轨道MN、M′N′、PQ、P′Q′长度均为L且不光滑(轨道其余部分光滑),并与水平方向均构成37°斜面,在左边轨道MM′以下的区域有垂直于斜面向下、磁感强度为B0的匀强磁场,在右边轨道PP′以下的区域有平行于斜面但大小未知的匀强磁场Bx,其它区域无磁场。QQ′间连接有阻值为2R的定值电阻与电压传感器(e、f为传感器的两条接线)。另有长度均为d的两根金属棒甲和乙,它们与MM′、PP′之下的轨道间的动摩擦因数均为μ=1/8。甲的质量为m、电阻为R;乙的质量为2m、电阻为2R。金属轨道电阻不计。

先后进行以下两种操作:

操作Ⅰ:将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧,从某处由静止释放,运动到底端NN′过程中棒始终保持水平,且与轨道保持良好电接触,计算机屏幕上显示的电压—时间关系图像U—t图如图(b)所示(图中U已知);

操作Ⅱ:将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧、金属棒乙(图中未画出)紧靠竖直轨道的右侧,在同一高度将两棒同时由静止释放。多次改变高度重新由静止释放,运动中两棒始终保持水平,发现两棒总是同时到达桌面。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)试判断图(a)中的e、f两条接线,哪一条连接电压传感器的正接线柱;

(2)试求操作Ⅰ中甲释放时距MM′的高度h;

(3)试求操作Ⅰ中定值电阻上产生的热量Q;

(4)试问右边轨道PP′以下的区域匀强磁场Bx的方向和大小如何?在图(c)上画出操作Ⅱ中计算机屏幕上可能出现的几种典型的U-t关系图像。

 


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