题目内容
11.如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上处于自由状态,一质量为m=0.2kg的小球,从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧在弹性限度内),其速度u和弹簧压缩量△x之间的函数图象如图乙所示,其中A为曲线的最高点,小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计,取g=10m/s2,则( )| A. | 当△x=0.1m时,小球处于失重状态 | |
| B. | 小球在最低点时的加速度大于10m/s2 | |
| C. | 从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的机械能守恒 | |
| D. | 小球从速度最大到压缩至最短,弹簧弹性势能增加量为3.621J |
分析 根据图象可知,当△x为0.1m时,小球的速度最大,加速度为零,此时重力等于弹簧对它的弹力,根据弹簧弹力的大小判断出最低点时弹力与重力的关系,求得加速度的大小,小球和弹簧组成的系统只有重力和弹力做功,系统的机械能守恒,根据能量守恒判断出弹簧弹性势能的增加量.
解答 解:A、由小球的速度图象知,开始小球的速度增大,小球的重力大于弹簧对它的弹力,当△x为0.1m时,小球的速度最大,然后速度减小,说明重力小于弹力,当△x=0.1m时,小球的重力等于弹簧对它的弹力,合力为零,小球的加速度为零,小球处于平衡状态,故A错误;
B、当△x=0.1m时,小球的重力等于弹簧对它的弹力,合力为零,根据对称性可知在压缩0.1m时,弹簧的弹力将增大mg,由于最终的压缩量大于0.2m,故弹簧的弹力大于2mg,故加速度小球在最低点时的加速度大于10m/s2,故B正确;
C、从接触弹簧到压缩至最短的过程中,弹簧的弹力对小球做负功,故小球的机械能不守恒,故C错误;
D、小球从速度最大到压缩至最短,弹簧弹性势能增加量为$△{E}_{p}=\frac{1}{2}m{v}^{2}+mgh=\frac{1}{2}×0.2×5.{1}^{2}$+0.2×10×0.512J=3.621J,故D正确
故选:BD
点评 解答本题要求同学们能正确分析小球的运动情况,知道平衡状态的条件是重力等于弹力.要掌握功能原理来分析物体机械能的变化情况.
练习册系列答案
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4.北京时间2017年2月23日凌晨2点,美国航天局举行新闻发布会,宣布确认发现一个拥有7个类地行星的恒星系统TRAPPIST-1(简称T-1).在这绕T-1做圆周运动的七兄弟(1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h)则,1e、1f、1g被认为是最有可能存在液态水的.部分数据与地球的数据比较如表:
将T-1、1e、1f均视为质量均匀分布的球体,不考虑七兄弟间的相互作用,则( )
| 公转周期 | 与恒星中心距离(AU) | 行星质量(ME) | 行星半径(RE) | |
| 太阳系-地球 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| TRAPPIST-1e | 1/60 | 1/36 | 0.60 | 0.90 |
| TRAPPIST-1f | 1/40 | 1.0 | 0.68 |
| A. | T-1的质量约为太阳质量的$\frac{25}{324}$倍 | |
| B. | 1f与恒星T-1的距离约为$\frac{1}{4}$$\root{3}{\frac{1}{162}}$AU | |
| C. | 1e表面的重力加速度约是地球表面重力加速度的0.74倍 | |
| D. | 1e的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的0.70倍 |
3.
如图所示,光滑U型金属导轨PQMN水平固定在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨宽度为L.QM之间接有阻值为R的电阻,其余部分电阻不计.一质量为m,电阻为R的金属棒ab放在导轨上,给棒一个水平向右的初速度v0使之开始滑行,最后停在导轨上.由以上条件,在此过程中不能求出的物理量有( )
| A. | 电阻R上产生的焦耳热 | B. | ab棒运动的时间 | ||
| C. | 通过电阻R的总电荷量 | D. | ab棒运动的位移 |
19.寻找类地行星,进行太空移民,一直是科学家们研究的热点.若某类地行星的密度是地球的$\frac{1}{2}$,半径是地球的4倍,则该行星的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的( )
| A. | 2$\sqrt{2}$倍 | B. | 2倍 | C. | $\sqrt{2}$倍 | D. | 4倍 |
16.
在如图所示的电路中,电容器的电容为C,现将滑动变阻器R的滑片稍向上移动一些,电压表示数变化量的绝对值为△U,电容器电量变化量的绝对值为△Q.下列说法正确的是( )
| A. | △Q一定大于C•△U | B. | 灯泡L2一定变亮 | ||
| C. | 电源输出功率一定减小 | D. | 电容器的带电量一定增大 |