题目内容

10.如图所示,轻质弹簧一端固定在墙壁上,另一端与滑块A连接,滑块B与A接触而不粘连,两滑块质量均为m,桌面动摩擦因数为0.5,弹簧处于自然长度时滑块位于O点.现用水平向左的力将物块从O点推至P1点,OP1间距为L,推力做的功为3mgL(g为重力加速度),撤去推力两物块由静止向右运动,已知A向右运动的最远点为P2,之后A向左能运动到O点左侧的P3点(在P3速度瞬间为零之后又被弹回),则下列判断正确的有(  )
A.两滑块向右运动过程中在弹簧恢复原长时分离
B.两滑块一起向右运动过程中最大动能为mgL
C.释放后,B向右运动的最远距离小于2L
D.物块A从P2到P3的过程中,物块A动能最大时弹簧的弹性势能小于物块A在P3点时弹簧的弹性势能

分析 分析两物体的运动情况,明确何时加两物体会分离;
先求出开始时水平向左的力将物块从O点推至P1点弹簧的弹性势能,再利用功能关系求出恢复原长时两物体具有的动能;
分离时B获得的动能最大,由动能定理求出B向右运动的最远距离;
物块A在恢复原长时动能最大,此时弹性势能为零,据此分析.

解答 解:A.两滑块向右运动,当弹簧恢复原长后,A物块受摩擦力和弹簧向左的拉力,B滑块只受摩擦力,即A的加速度大于B的加速度,A减速的较快,所以两滑块向右运动过程中在弹簧恢复原长时分离,故A正确;
B.开始时,水平向左的力将物块从O点推至P1点,OP1间距为L,推力做的功为3mgL,由功能关系得弹簧在P1点的弹性势能为:EP=3mgL-μ•2mgL=3mgL-0.5×2mgL=2mgL,当弹力和摩擦力相等,合力为零时动能最大,现假设从P1点至恢复原长时动能最大,由功能关系得:EKm=EP-μ•2mgL=2mgL-0.5×2mgL=mgL,故B错误;
C.由B分析可知,分离时B具有的动能为:EKB=$\frac{1}{2}$mgL,对B由动能定理得:-μmgL′=0-EKB,解得:L′=L,释放后,B向右运动的最远距离为:x=2L,故C错误;
D.物块A从P2到P3的过程中,物块A在恢复原长时动能最大,此时弹性势能为零,所以动能最大时弹簧的弹性势能小于物块A在P3点时弹簧的弹性势能,故D正确.
故选:AD.

点评 本题考查功能关系及动力学分析,要注意分析两物体间的联系,明确功能关系.

练习册系列答案
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8.实验小组想将一个量程小于6V(有清晰刻度但没有示数),内电阻小于12kΩ的伏特表Vx改装成一个双量程电压表,两个量程分别是9V和30V量程.为达目的,需要先精确测量出伏特表Vx的量程和内电阻,可以使用的实验器材如下:
A.电源(电动势约15V,内电阻小于2Ω)
B.标准电压表V0(量程为15V,内电阻约为30kΩ)
C.电阻箱(阻值范围0~9999.9kΩ)
D.电阻箱(阻值范围0~99999.9kΩ)
E.滑动变阻器(阻值为0~20Ω)
F.滑动变阻器(阻值为0~20kΩ)
G.电键S和导线若干

该同学的实验操作过程为:
(1)将实验仪器按图甲所示电路连接,则电阻箱R1应选D,滑动变阻器R0应选E(用仪器前的字母序号表示);
(2)将电阻箱R1阻值调至最大,将滑动变阻器的滑片P移至滑动变阻器的接近右端处,闭合电键S;接着调节电阻箱R1直至伏特表Vx满偏,记录此时电阻箱的阻值R和标准电压表V0的示数U;
(3)向左移动滑片P至滑动变阻器的另一位置,再次调节电阻箱R1直至伏特表Vx满偏,记录此时电阻箱的阻值和标准电压表V0的示数;
(4)重复步骤(3)3~5次;
(5)该同学将实验中记录的各组电阻箱的阻值R和标准电压表V0的示数U的数据在U-R图中正确地描好点(如图乙),请你在图中完成U-R图线.
(6)根据图线可以求得伏特表Vx的量程为5V,内电阻为10kΩ.将伏特表Vx、定值电阻R2和R3连接成图丙的电路即达到改装目的,其中R2=8kΩ,R3=42kΩ.

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