题目内容

18.如图所示,A.B两物块质量均为m.用一轻弹簧相连,将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上,轻绳为伸直状态,B物块在力F的作用下处于静止状态,弹簧被压缩.现将力F撤去,且弹簧始终在弹性限度内,则下列说法正确的是(  )
A.当弹簧对B物体向上的弹力大小等于B物体的重力时B的速度最大
B.A可能会向上运动
C.在B下降过程中弹簧性势能先增大,后减小
D.F撤去之前,绳子的拉力一定大于mg

分析 B在重力弹簧弹力和向上的作用力处于平衡状态,当撤去外力F后,物体B不再平衡,B将向下加速运动,在运动过程中B受弹力将发生变化,当B的速度达到最大时,B受合力处于平衡状态,故B速度最大时弹簧弹力与重力平衡,并由此展开分析即可.

解答 解:AC.由题意可知,在B下降过程中,B和弹簧构成的系统满足机械能守恒,弹簧弹性势能先减小,后增大,B的动能先增大后减小,当弹簧向上的弹力大小等于B物体的重力时,B的速度最大,故A正确,C错误;
B.根据受力分析可知开始时接A的轻绳处于伸直状态,绳对A有向上的弹力,故可知,此时弹簧对A的弹力小于A的重力,放开B运动时,A受到弹簧向上的弹力小于其重力,由于绳中弹力的作用,对于A而言,所受合力始终为0,即处于静止状态,故B错误;
D.F撤去之前,弹簧被压缩,对A受力分析,绳子的拉力一定小于mg,故D错误.
故选:A.

点评 本题抓住弹簧弹力的变化,弹簧与物体B组成的系统机械能守恒保持不变,弹簧的弹性势能先减小再增加,即势能大小与形变量有关.这是解决问题的关键.

练习册系列答案
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13.像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置.当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用图乙所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系的实验,图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).小车上固定着用于挡光的窄片K,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2

(1)用游标卡尺测量窄片K的宽度d(已知L>>d),光电门1,2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1、t2.则窄片K通过光电门1的速度表达式v1=$\frac{d}{{t}_{1}}$.
(2)用米尺测量两光电门间距为l,则小车的加速度表达式a=$\frac{{(\frac{d}{{t}_{2}})}^{2}-{(\frac{d}{{t}_{1}})}^{2}}{2L}$.
(3)该实验中,为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力,就必须平衡小车受到的摩擦力,正确的做法不挂砂和砂桶,调节长木板的倾角,轻推小车让其下滑,直至两个光电门的读数相等为止.
(4)实验中,有位同学通过测量,把砂和砂桶的重力当作小车的合外力F,作出a-F图线,如图丙中的实线所示.试分析:图线不通过坐标原点O的原因是平衡摩擦力时木板倾角太大;曲线上部弯曲的原因没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量.

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