题目内容

6.如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球,小球与一轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地而上的A点,已知杆与水平而之间的夹角θ<45°,当小球位于B点时,弹簧与杆垂直,此时弹簧处于原长.现让小球自C点由静止释放,在小球滑到杆底端的整个过程中,关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能,下列说法正确的是(  )
A.小球的动能与重力势能之和保持不变
B.小球的动能与重力势能之和先增大后减少
C.小球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变
D.小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变

分析 分析小球沿杆下滑的过程的受力和做功情况,重力和弹簧的拉力做功,所以小球机械能不守恒,但是小球和弹簧组成的系统的机械能守恒.

解答 解:A、小球沿杆下滑的过程的受重力、杆的弹力和弹簧的拉力,重力和弹簧的拉力做功,所以小球机械能不守恒,故A错误.
B、根据除了重力之外的力做功量度机械能守恒得
小球自C点由静止释放到B的过程中弹簧的拉力做正功,所以小球的机械能增大,从B点向下,弹簧的拉力与速度方向成钝角,做负功,小球的机械能减小,故B正确.
C、小球和弹簧组成的系统的机械能守恒,而小球的重力势能减小,所以小球的动能与弹簧的弹性势能之和增大,故C错误.
D、小球和弹簧组成的系统的机械能守恒,故小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变,故D正确.
故选:BD.

点评 对物理过程进行受力、运动、做功分析,是解决问题的根本方法.这是一道考查系统机械能守恒的好题.

练习册系列答案
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15.某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图1所示.已知小车质量M=214.6g,砝码盘质量m0=7.8g,打点计时器所使用的交流电频率为f=50Hz.其实验步骤是
A.按图1所示安装好实验装置;
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;
C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;
D.将小车置于打点计时器旁,先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a;
E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量,重复A、B、C、D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度.
回答下列问题:
(1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?否(填“是”或“否”).
(2)实验中打出的其中一条纸带如图2所示,由该纸带可求得小车的加速度a=0.88 m/s2
(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表:
次数12345
砝码盘中砝码
的重力F/N
0.100.200.290.390.49
小车的加速度
a/(m•s-2
0.881.441.842.382.89
他根据表中的数据画出a-F图象(如图3).造成图线不过原点的最主要原因是在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力,从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力,其大小为0.08N.

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