题目内容
如图甲所示,平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k,一端固定在倾角为
的斜面底端,另一端与物块A连接;两物块A、B质量均为m,初始时均静止。现用平行于斜面向上的力F拉动物块B,使B做加速度为a的匀加速运动,A、B两物块在开始一段时间内的
关系分别对应图乙中A、B图线(
时刻A、B的图线相切,
时刻对应A图线的最高点),重力加速度为g,则( ) ![]()
A.
时刻,弹簧形变量为0
B.
时刻,弹簧形变量为![]()
C.从开始到
时刻,拉力F逐渐增大
D.从开始到
时刻,拉力F做的功比弹簧弹力做的功少
BD
【解析】
试题分析:由图知,t2时刻v-t线切线的斜率为零,故A的加速度为零,此时速度最大,根据牛顿第二定律:mgsinθ=kx,则得:
,弹簧不在原长,故A错误;由图可知,t1时刻A、B两物体的速度开始不相等,即开始分离,对A根据牛顿第二定律:kx-mgsinθ=ma,则
,故B正确.从开始到t1时刻,对AB整体,根据牛顿第二定律得:F+kx-2mgsinθ=2ma,得F=2mgsinθ+2ma-kx,则随弹簧形变量x的减小,F增大;t1时刻到t2时刻,对B由牛顿第二定律得:F-mgsinθ=ma,得 F=mgsinθ+ma,可知F不变,故选项C错误;开始时:2mgsinθ=kx0; t1时刻A、B开始分离,从开始到t1时刻,弹簧释放的势能
,从开始到t1时刻的过程中,根据动能定理得:WF+Ep-2mgsinθ(x0-x)=![]()
由运动公式:v12 =2a(x0-x);联立解得:
,所以拉力F做的功比弹簧释放的势能少
,故D正确.故选:BD
考点:
某实验小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系。实验室提供如下器材:
A.表面光滑的长直轨道
B.可叠放钩码的物理小车
C.秒表
D.方木块(用于垫高轨道)
E.质量为m的钩码若干个
F.米尺
该研究小组采用控制变量法进行实验探究,即:
(1)在保持长直轨道的倾角不变时,探究加速度与质量的关系实验时,可通过__________来改变物体质量,通过测出轨道长L和小车由轨道顶端滑至底端所用时间t,可求得物体的加速度a=__________。他们通过分析实验数据发现:在误差允许范围内,质量改变之后,物体下滑所用时间可认为不改变。
由此得出结论:光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量无关。
(2)在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系实验时,通过改变方木块垫放位置来调整长直轨道的倾角,由于没有量角器,该小组通过测量出轨道长L和长直轨道顶端到水平面高度h,求出倾角
的正弦值
。下表是他们的实验数据。
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
| 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 |
| 1.44 | 1.00 | 0.83 | 0.51 | 0.64 |
| 0.10 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | |
| 0.97 | 2.90 | 7.69 | 4.88 |
![]()
①请将表格补充完整并在方格纸内画出
图线。
②分析
图线得出的结论是:____________________________________。
③利用
图线求出当地的重力加速度g=____________
。