题目内容

13.一物体悬挂在绳索的下端放在地面上,某人站在高处将物体由静止开始竖直向上提起.运动过程中,物体的机械能E与位移x的关系如图所示,其中0~x1段图象为直线,x1~x2段图象为曲线.x2~x3段图象为水平直线,则(  )
A.在0~x1过程中,物体所受拉力均匀增大
B.在0~x1过程中,物体的动能不断减小
C.物体在x2处的动能可能小于x1的处的动能
D.在x2~x3过程中,物体受到的拉力等于重力

分析 根据功能关系:除重力以外其它力所做的功等于机械能的增量,0--x2过程中物体机械能在增加,知拉力在做正功,机械能与位移图线的斜率表示拉力.当机械能守恒时,拉力等于零,通过拉力的变化判断其加速度以及动能的变化.

解答 解:A、0-x1过程中,图线的斜率不变,说明加速度大小不变,则物体受到的拉力不变.故A错误.
B、0--x1过程中,开始拉力大于重力,加速度方向向上,大小不变,做匀加速直线运动,所以动能增大.故B错误.
C、x1--x2过程图线的斜率逐渐减小到零,知物体的拉力逐渐减小到零,物体先加速后减速,物体在x2处的动能可能小于x1的处的动能.故C正确.
D、x1-x3过程物体的机械能不变,物体仅受重力,加速度保持g不变.故D错误.
故选:C.

点评 解决本题的关键通过图线的斜率确定出拉力的变化,然后根据牛顿第二定律判断出加速度的方向,根据加速度方向和速度的方向关系知道物体的运动规律.

练习册系列答案
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5.某班级同学用如图(a)所示装置验证加速度a和力F、质量m的关系.甲、乙两辆小车放在倾斜轨道上,小车甲上固定一个加速度传感器,小车乙上固定一个力传感器,力传感器和小车甲之间用一根不可伸长的细线连接,在弹簧拉力的作用下两辆小车一起开始向下运动,利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车甲受到的拉力和加速度的大小.

(1)下列关于实验装置和操作的说法中正确的是A
(A)轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力
(B)轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力
(C)弹簧力应远小于小车甲所受的重力
(D)弹簧力应远小于小车乙所受的重力
(2)四个实验小组选用的小车甲(含加速度传感器)的质量分别是m1=1.0kg、m2=2.0kg、m3=3.0kg和m4=4.0kg,其中有三个小组已经完成了a-F图象,如图(b)所示,最后一个小组的实验数据如表所示,请在图(b)中完成该组的a-F图线;
实验次数123456
拉力F(N)49.040.035.024.016.29.6
加速度a(m/s216.313.311.78.05.43.2
(3)在验证了a和F的关系后,为了进一步验证a和m的关系,可直接利用图(b)的四条图线收集数据,然后作图.请写出具体的做法:
①如何收集数据?在a-F图象上做一条垂直于横轴的直线,与四条图线分别有个交点,记录下四个交点的纵坐标a,分别与各图线对应的m组成四组数据.;
②为了更直观地验证a和m的关系,建立的坐标系应以a为纵轴;以$\frac{1}{m}$为横轴.

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