题目内容

5．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物块接触（未连接），弹簧水平且无形变．用水平力F缓慢推动物块，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0后物块静止．撤去F后，物块开始向左运动，运动的最大距离为4x0．若物块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则（　　）
A．撤去F后，物块做匀减速直线运动
B．撤去F后，物块和弹簧组成的系统机械能守恒
C．撤去F后，物块刚开始运动时的加速度大小为$\frac{k{x}_{0}}{m}$
D．物块幵始向左运动到速度达到最大的过程中克服庠擦力做的功为μmg（x0-$\frac{μmg}{k}$）

分析 撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，可知加速度先减小后增大，物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动；撤去F后，根据牛顿第二定律求解物体刚运动时的加速度大小；当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度最大，可求得此时弹簧的压缩量，即可求解物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功．

解答 解：A、撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，则物体向左先做加速运动后做减速运动，随着弹力的减小，合外力先减小后增大，则加速度先减小后增大，故物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动；故A错误．
B、撤去F后，对于物块和弹簧组成的系统，由于要克服摩擦力做功，所以系统的机械能不守恒，故B错误．
C、撤去F后，根据牛顿第二定律得物体刚运动时的加速度大小为：a=$\frac{k{x}_{0}-μmg}{m}$=$\frac{k{x}_{0}}{m}$-μg．故C错误．
D、由上分析可知，当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度最大，此时弹簧的压缩量为 x=$\frac{μmg}{k}$，则物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为 W=μmg（x0-x）=μmg（x0-$\frac{μmg}{k}$），故D正确．
故选：D

点评 本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键，要抓住加速度与合外力成正比，即可得到加速度是变化的．

练习册系列答案
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17．某条两岸平行的河宽度为700m，河水均匀流动，流速为2m/s，小船在静水中的运动速度为4m/s，若行驶的过程中始终保持小船船头的指向垂直于河岸，则渡河的时间是175s，小船到达对岸时向下游偏移了350m．
16．如图所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是（　　）
A．先做正功后做负功B．先做负功后做正功
C．先做正功后不做功D．先做负功后不做功
13．一个正弦规律变化的交变电流的图象如图所示，根据图象计算：
（1）交变电流的频率．           
（2）交变电流的电压有效值．
（3）写出该电压的瞬时值表达式．  
（4）在什么时刻该电压的瞬时值大小与其有效值相等．
20．一个质量为2kg的物体被人用手由静止向上提升1m，此时物体的速度是lm/s．重力加速度g=10m/s2，物体被向上提升过程中，下列说法正确的是（　　）
A．手对物体做功20JB．合外力对物体做功12J
C．合外力对物体做功2JD．物体克服重力做功20J
10．某同学用如图1所示的装置，利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC是水平槽，它们连接平滑，O点为过水平槽末端C的重锤线所指的位置．实验时先不放置被碰球2，让球1从斜槽上的某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复10次，得到球1落点的平均位置为P．然后将球2置于水平槽末端，让球1仍从位置G由静止滚下，和球2碰撞，碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹，重复10次．实验得到两小球的落点的平均位置分别为M、N．

（1）在该实验中，不需要用的器材是下列器材中的C．（单选题、填序号）
A．天平    B．刻度尺    C．秒表    D．大小相同的钢球和硬橡胶球各一个
（2）在此实验中，球1的质量为m1，球2的质量为m2，需满足m1大于m2（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）被碰球2飞行的水平距离由图中ON线段表示．
（4）某次实验中得出的落点情况如图2所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为4：1．
（5）若该碰撞是弹性碰撞，则线段OM、ON、OP应满足的关系是：OP=OM+ON（只用线段OM、ON、OP表示）．
17．作为第十三届全运人的东道主，双人10米台为天津跳水队的重点项目．跳台跳水可简化为如下的运动过程，运动员从跳台上斜向上跳起，一段时间后落入水中，如图所示．不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．运动员在空中上升过程中处于超重状态
B．运动员在空中运动到最高点时速度为0
C．运动员在空中运动过程中机械能守恒
D．入水过程中，水对运动员的作用力大于运动员对水的作用力
14．最早系统地研究自由落体的物理学家是伽利略，他为了研究自由落体的规律，采用“冲淡”重力的方法，将落体实验转化为著名的沿斜面运动的实验（如图所示）．实验中，伽利略不断改变铜球滚下的距离，重复了多次，测量了铜球在较小倾角斜面上运动的位移和时间，发现位移与时间的平方成正比；增大斜面倾角，该规律仍然成立．于是，他外推到倾角为90°的情况，得出结论．关于该实验，下列说法中正确的是（　　）
A．伽利略能得出的结论可能是“斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关”
B．伽利略能得出的结论可能是“斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所用时间与倾角无关”
C．当时利用斜面做实验主要是考虑到实验时便于测量小球运动的时间
D．当时利用斜面做实验主要是考虑到实验时便于测量小球运动的加速度大小
15．下列叙述正确的是（　　）
A．摩天轮转动过程中，游客的机械能保持不变
B．在最高点，游客所受重力大于座椅对他的支持力
C．摩天轮转动一周的过程中，游客所受重力的冲量不为零
D．摩天轮转动一周的过程中，游客所受重力对其做的功不为零

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