14.如圖所示,固定在水平面上的光滑斜面傾角為θ=30°,物體A,B通過細(xì)繩及輕彈簧連接于光滑輕滑輪兩側(cè),P為固定在斜面上且與斜面垂直的光滑擋板,物體A,B的質(zhì)量分別為m和4m,開始時(shí)用手托住物體A,滑輪兩邊的細(xì)繩恰好伸直,且左邊的細(xì)繩與斜面平行,彈簧處于原長狀態(tài),A距離地面高度為h,放手后A從靜止開始下降,在A下落至地面前的瞬間,物體B恰好對(duì)擋板無壓力,空氣阻力不計(jì),下列關(guān)于物體A的說法正確的是( 。
A.在下落至地面前的過程中機(jī)械能守恒
B.在下落至地面前的瞬間速度不一定為零
C.在下落至地面前的過程中對(duì)輕彈簧做的功為mgh
D.在下落至地面前的過程中可能一直在做加速運(yùn)動(dòng)

分析 首先知道題境,分析AB兩物體的受力情況及各力做功情況,從而分析A其運(yùn)動(dòng)情況,類比彈簧振子,從而判斷選項(xiàng).

解答 解:A、A從靜止到下落過程中,只有重力和彈簧的彈力做功,所以A在下落至地面的過程中系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,而A的機(jī)械能不守恒,故A錯(cuò)誤;
BD、據(jù)在A下落至地面前的瞬間,物體B恰好對(duì)擋板無壓力,以B為研究對(duì)象,據(jù)平衡求得此時(shí)彈簧的彈力為T=4mgsin30°=2mg;再以A為研究對(duì)象,當(dāng)A靜止釋放的瞬間,A受重力mg,其合力方向向下,大小為mg;當(dāng)A落地瞬間,A受重力mg和彈簧的彈力2mg,其合力向上,大小為mg,A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),據(jù)對(duì)稱性可知,落地瞬間其速度為零;據(jù)彈簧振子的運(yùn)動(dòng)情況可知,A向下運(yùn)動(dòng)時(shí),先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),然后做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng),故BD錯(cuò)誤;
C、據(jù)A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和能量守恒可知,A落地瞬間,A的重力勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能,所以彈簧的彈力做功為mgh,故C正確;
故選:C.

點(diǎn)評(píng) 明確A的運(yùn)動(dòng)情況和B在A落地瞬間的彈力是解題的前提,類比彈簧振子模型是解題的關(guān)鍵,靈活應(yīng)用能量守恒判斷彈簧做功情況,題目有點(diǎn)難度.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.質(zhì)量為0.5kg的物體,受到方向相反的兩個(gè)力的作用,獲得3m/s2的加速度.若將其中-個(gè)力加倍,物體的加速度為8m/s2,方向不變,則另一個(gè)力的大小是(  )
A.1.0 NB.2.5 NC.4.0 ND.1.5 N

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8.一輕質(zhì)彈簧豎直固定在地面上,上面連接一個(gè)質(zhì)量為m1=1kg的物體,平衡時(shí)物體離地面0.9m,彈簧所具有的彈性勢(shì)能為0.5J.現(xiàn)在在距物體m1正上方高為0.3m處有一個(gè)質(zhì)量為m2=1kg的物體自由下落后與彈簧上物體m1碰撞立即合為一體,一起向下壓縮彈簧.當(dāng)彈簧壓縮量最大時(shí),彈簧長為0.6m.求(g取10m/s2):
①碰撞結(jié)束瞬間兩物體的動(dòng)能之和是多少?
②彈簧長為0.6m時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能大?

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2.如圖所示,原長為L的輕彈簧與光滑水平地面上質(zhì)量為m和2m的物體A、B水平相接,若用水平力F1拉B,穩(wěn)定后,A、B都做加速度為a1的勻加速運(yùn)動(dòng),彈簧長度為L1,若用水平力F2推A,穩(wěn)定后A、B都做加速度為a2的勻加速運(yùn)動(dòng),彈簧長度為L2,且L1+L2=2L,則(  )
A.a1=a2,F(xiàn)1=F2B.a1=a2,F(xiàn)1=2F2C.a1=2a2,F(xiàn)1=F2D.a1=2a2,F(xiàn)1=2F2

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9.如圖所示,兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定放置于水平面內(nèi),導(dǎo)軌平面處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.3T.導(dǎo)軌間距為1m,導(dǎo)軌右端接有R=3Ω的電阻,兩根完全相同的導(dǎo)體棒L1、L2垂直跨接在導(dǎo)軌上,質(zhì)量均為0.1kg,與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25.導(dǎo)軌電阻不計(jì),L1、L2在兩導(dǎo)軌間的電阻均為3Ω.將電鍵S閉合,在導(dǎo)體棒L1上施加一個(gè)水平向左的變力F,使L1從t=0時(shí)由靜止開始以2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng).已知重力加速度為10m/s2.求:
(1)變力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式(導(dǎo)體棒L2尚未運(yùn)動(dòng));
(2)從t=0至導(dǎo)體棒L2由靜止開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間T;
(3)T時(shí)間內(nèi)流過電阻R的電量q.

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19.在平直的公路上,騎自行車正常起動(dòng)時(shí),地面對(duì)其前后輪的靜摩擦力方向是(  )
A.都向前B.都向后
C.前輪向后,后輪向前D.前輪向前,后輪向后

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6.如圖所示水平面上,質(zhì)量為10kg的物塊A拴在一個(gè)被水平拉伸的彈簧一端,彈簧的另一端固定在小車上,小車靜止不動(dòng),彈簧對(duì)物塊的拉力大小為5N時(shí),物塊處于靜止?fàn)顟B(tài),若小車以加速度a=1m/s2沿水平地面向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)( 。
A.物塊A 受到的摩擦力方向不變B.物塊A受到的摩擦力將減小
C.物塊A受到的摩擦力大小不變D.物塊A受到的拉力將增大

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3.光滑平行導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌左端通過開關(guān)S與內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為E的電源相連,一根質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab(電阻不可忽略),用長為l的絕緣細(xì)線懸掛,懸線豎直時(shí)導(dǎo)體棒恰好與導(dǎo)軌良好接觸且細(xì)線處于張緊狀態(tài),如圖所示,系統(tǒng)空間有勻強(qiáng)磁場(chǎng).當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí),導(dǎo)體棒向右擺起,擺到最大高度時(shí),細(xì)線與豎直方向成θ角,則( 。
A.磁場(chǎng)方向一定豎直向下
B.磁場(chǎng)方向豎直向下時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度最小
C.導(dǎo)體棒離開導(dǎo)軌前通過電荷量為$\frac{mgl}{E}$(1-cosθ)
D.導(dǎo)體棒離開導(dǎo)軌前電源提供的電能等于mgl(1-cosθ)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.將大小等于5N的力分解為兩個(gè)力,其中一個(gè)力的大小等于4N,則另一個(gè)力( 。
A.不可能等于5NB.可能等于3NC.不可能等于1ND.不可能等于4N

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