题目内容

1.如图所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示,则(  )
A.t1时刻小球速度最大
B.t1-t2这段时间内,小球的速度先增大后减小
C.t1-t3全过程小球的加速度先减小后增大
D.t2-t3这段时间内,小球所受合外力先减小后增大

分析 小球先自由下落,与弹簧接触后,弹簧被压缩,在下降的过程中,弹力不断变大,当弹力小于重力时,物体加速下降,合力变小,加速度变小,故小球做加速度减小的加速运动,当加速度减为零时,速度达到最大,之后物体由于惯性继续下降,弹力变得大于重力,合力变为向上且不断变大,加速度向上且不断变大,故小球做加速度不断增大的减速运动;同理,上升过程,先做加速度不断减小的加速运动,当加速度减为零时,速度达到最大,之后做加速度不断增大的减速运动,直到小球离开弹簧为止.通过分析小球的运动情况来进行判断.

解答 解:A、t1时刻小球刚接触弹簧,小球的速度仍在增大,速度不是最大.当弹簧的弹力等于重力时速度才最大.故A错误.
B、t1-t2这段时间内,小球向下运动,弹簧的弹力先大于重力,后小于重力,合外力先向下后向上,所以小球先加速后减速,即小球的速度先增大后减小.故B正确.
CD、t1-t2这段时间内,小球向下运动,加速度先向下逐渐减小,后向上逐渐增大.t2~t3这段时间内,小球从最低点向上运动,弹簧的弹力先大于小球的重力,后小于重力,合外力先向上,后向下,而弹力逐渐减小,合外力先减小后增大,根据牛顿牛顿第二定律可知,小球的加速度先减小后反向增大.故C错误.D正确.
故选:BD

点评 本题关键根据牛顿第二定律和胡克定律分析小球的运动情况是解题的关键,可将小球的运动分为自由下落过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和减速过程进行分析处理,也能结合图象分析.

练习册系列答案
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10.某同学用图1所示的实验装置研究小车在斜面上的运动.实验步骤如下:

a.安装好实验器材.
b.接通电源后,让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动,重复几次.选出一条点迹比较清晰的纸带,舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每两个打点间隔取一个计数点,如下图中0、1、2…6点所示.
c.测量1、2、3…6计数点到0计数点的距离,分别记作:S1、S2、S3…S6
d.通过测量和计算,该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动.
e.分别计算出S1、S2、S3…S6与对应时间的比值$\frac{S_1}{t_1}、\frac{S_2}{t_2}、\frac{S_3}{t_3}…\frac{S_6}{t_6}$.
f.以$\frac{S}{t}$为纵坐标、t为横坐标,标出$\frac{S}{t}$与对应时间t的坐标点,划出$\frac{S}{t}$-t图线.
结合上述实验步骤,请你完成下列任务:
①实验中,除打点及时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有A和C.(填选项代号)
A.电压合适的50Hz交流电源      B.电压可调的直流电源    C.刻度尺     D.秒表      E.天平      F.重锤
②将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐,0、1、2、5计数点所在位置如图3所示,则S2=3.00cm,S5=13.20cm.
③该同学在图4中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标,请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点,并画出$\frac{S}{t}$-t图.
④根据$\frac{S}{t}$-t图线判断,在打0计数点时,小车的速度v0=0.18m/s;它在斜面上运动的加速度a=4.83m/s2

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