题目内容

1.如图所示,带有挡板的光滑斜面固定在水平地面上,斜面倾角θ=30°,质量均为2kg的A、B两物体用轻弹簧拴接在一起,弹簧的劲度系数为5N/cm,质量为4kg的物体C用细线通过光滑的轻质定滑轮与物体B连接,开始时A、B均静止在斜面上,A紧靠在挡板处,用手托住C,使细线刚好被拉直,现把手拿开,让C由静止开始运动,从C开始运动到A刚要离开挡板的过程中,下列说法正确的是(g取10m/s2)(  )
A.初状态弹簧的压缩量为2cm
B.末状态弹簧的伸长量为2cm
C.物体B、C组成的系统机械能守恒
D.物体C克服绳的拉力所做的功为0.8J

分析 根据胡克定律求初状态弹簧的压缩量和末状态弹簧的伸长量.根据机械能守恒的条件:只有重力和弹力做功,分析机械能是否守恒.由系统的机械能守恒,求出末状态时C的速度,再由动能定理求物体C克服绳的拉力所做的功.

解答 解:A、初状态弹簧的压缩量为 x1=$\frac{{m}_{B}gsinθ}{k}$=$\frac{2×10×0.5N}{5N/cm}$=2cm,故A正确.
B、末状态弹簧的伸长量为 x2=$\frac{{m}_{A}gsinθ}{k}$═$\frac{2×10×0.5N}{5N/cm}$=2cm.故B正确.
C、对于物体B、C与地球组成的系统,由于弹簧对B做负功,所以系统的机械能不守恒.故C错误.
D、初末状态弹簧的弹性势能相等,对于弹簧、物体B、C与地球组成的系统,根据机械能守恒定律得:mCg(x1+x2)=mBg(x1+x2)sinθ+$\frac{1}{2}({m}_{B}+{m}_{C}){v}^{2}$,
对C,由动能定理得 mCg(x1+x2)-W=$\frac{1}{2}{m}_{C}{v}^{2}$,
联立解得物体C克服绳的拉力所做的功W=0.8J,故D正确.
故选:ABD.

点评 本题考查机械能守恒定律、动能定理及胡克定律的应用,要注意选取研究对象,正确分析物理过程,做好受力分析,选择合适的物理规律求解即可.

练习册系列答案
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(1)在电键S1、S2都断开的条件下,先将电阻箱R的阻值调至最大(填“最大”、“最小”或“任意值”),然后闭合电键S1;这样做的目的是为了下面的哪一项?B
A.保护电流
B.保护电压表
C.保护电阻箱
D.能更准确地读出电压表的读数
(2)逐步调节电阻箱R的阻值,当电压表V的读数为2.00V时,R的阻值为R1=7.20kΩ;当电压表V的读数为3.00V时,R的阻值为R2=4.13kΩ,根据这些数据可估算出电压表的内阻RV=2.0kΩ(计算结果保留二位有效数字),若测量数据自身的误差可忽略不计,则电压表内阻的测量值大于(填“大于”、“等于”或“小于”)实际值;
(3)调节电阻箱R的阻值,使电阻箱和电压表串联后可当成一个量程为10V的电压表V′,则阻值R与电压表内阻RV的比值应为$\frac{R}{{R}_{V}}$=$\frac{7}{3}$;
(4)保持电阻箱R的阻值不变,调节电阻箱R′的阻值为较大值,闭合电键S2,接着小心调节电阻箱R′的阻值,使电压表V的示数在2V-3V之间变化,记录电压表V的读数U和相对应的电阻箱R′的阻值R′,取得若干组实验数据,某同学以U为纵坐标,以$\frac{U}{{R}^{′}}$为横坐标建立一个实验图象(坐标轴都是用国际单位),将实验数据计算后描绘在图象中,得到一条直线,若直线在纵轴的截距为b,斜率的绝对值为k,则电池的电动势E=$\frac{10b}{3}$.

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