【題目】如圖,一輕彈簧下端連接在傾角為30°的固定斜面上,一質(zhì)量為1kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面頂端a點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,到b點(diǎn)接觸彈簧,滑塊將彈簧壓縮至最低點(diǎn)c,然后又回到a點(diǎn).已知ab兩點(diǎn)間距離為0.8m,bc兩點(diǎn)間距離為0.2m,重力加速度g取10m/s2 . 下列說(shuō)法正確的是( )

A.從a點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中,滑塊的機(jī)械能守恒
B.從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中,滑塊重力勢(shì)能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量
C.整個(gè)過(guò)程中彈簧彈性勢(shì)能的最大值為5J
D.整個(gè)過(guò)程中滑塊動(dòng)能的最大值為5J

【答案】A,C
【解析】解:A、由題知,滑塊被彈簧彈回后能回到a點(diǎn),說(shuō)明斜面是光滑的,則從a點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中,只有重力做功,滑塊的機(jī)械能守恒,故A正確.

B、從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中,滑塊的動(dòng)能和重力勢(shì)能都減少,彈簧的彈性勢(shì)能增加,由于彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)只有重力和彈力做功,所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,則知該過(guò)程中,滑塊重力勢(shì)能的減少量與動(dòng)能減少量之和等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量.故B錯(cuò)誤.

C、滑塊從a到c,運(yùn)用動(dòng)能定理得:mghac+W′=0﹣0,又 hac=Sacsin30°=0.5m

解得:W′=﹣5J.

彈簧彈力做的功等于彈性勢(shì)能的變化量的負(fù)值,所以整個(gè)過(guò)程中彈簧彈性勢(shì)能的最大值為5J.故C正確.

D、當(dāng)滑塊的合力為0時(shí),滑塊速度最大,設(shè)滑塊在d點(diǎn)合力為0,d點(diǎn)在b和c之間.滑塊從a到d,運(yùn)用動(dòng)能定理得:mghad+W=EKd﹣0

mghad<mghac=10×0.5J=5J,W<0,所以動(dòng)能的最大值 EKd<5J,故D錯(cuò)誤.

故選:AC

分析滑塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,可判斷從a點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中,滑塊的機(jī)械能是否守恒.滑塊先加速運(yùn)動(dòng)到b,接觸彈簧后滑塊沒(méi)有減速,而是繼續(xù)加速,當(dāng)滑塊的合力為0時(shí),滑塊速度最大,再向下做減速運(yùn)動(dòng),速度減到0時(shí),彈簧壓得最緊,彈性勢(shì)能最大.選擇適當(dāng)?shù)倪^(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理列式求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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