13.如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在墻上,另一端與置于水平面上的質(zhì)量為m的小物體接觸(未連接),如圖中O點,彈簧水平且無形變.用水平力F緩慢向左推動物體,在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0,如圖中B點,此時物體靜止.撤去F后,物體開始向右運動,運動的最大距離距B點為3x0,C點是物體向右運動過程中彈力和摩擦力大小相等的位置,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.則( 。
A.撤去F時,物體的加速度最大,大小為$\frac{k{x}_{0}}{m}$-μg
B.物體先做加速度逐漸變小的加速運動,再做加速度逐漸變大的減速運動,最后做勻減速運動
C.從B→C位置物體彈簧彈性勢能的減少量大于物體動能的增加量
D.撤去F后,物體向右運動到O點時的動能最大

分析 本題通過分析物體的受力情況,來確定其運動情況:撤去F后,物體水平方向上受到彈簧的彈力和滑動摩擦力,滑動摩擦力大小不變,而彈簧的彈力隨著壓縮量的減小而減小,物體先做變加速運動,再做變減速運動,最后物體離開彈簧后做勻減速運動;撤去F后,根據(jù)牛頓第二定律求解物體剛運動時的加速度大;物體離開彈簧后通過的最大距離為2x0,由動能定理求解彈力滑動摩擦力力所做的總功;當彈簧的彈力與電場力、滑動摩擦力的合力大小相等、方向相反時,速度最大,可求得此時彈簧的壓縮量,即可求解物體開始向左運動到速度最大的過程中克服摩擦力做的功.

解答 解:A、撤去F后一直到物體停止運動的過程,對物體應用動能定理可得,$\frac{1}{2}$k${x}_{0}^{2}$-3μmgx0=0,故有kx0=6μmg故物體的加速度最大位置就是初始位置,大小為$\frac{k{x}_{0}}{m}$-μg,故A正確;
B、撤去F后,物體水平方向上受到彈簧的彈力和滑動摩擦力,滑動摩擦力不變,而彈簧的彈力隨著壓縮量的減小而減小,彈簧的彈力隨著壓縮量的減小而減小,加速度先減小后增大,物體先做變加速運動,再做變減速運動,物體離開彈簧后做勻減速運動.故B正確;
C、由動能定理可知,彈力做功減去摩擦力做的功的絕對值等于物體動能的增加量,故彈簧彈性勢能的減少量大于物體動能的增加量,故C正確;
D、物體向右運動過程中,加速度為零時,速度最大,故到C點時的動能最大,故D錯誤.
故選:ABC.

點評 本題分析物體的受力情況和運動情況是解答的關鍵,要抓住加速度與合外力成正比,即可得到加速度是變化的.對于物體彈簧彈性勢能的減少量與物體動能的增加量間的關系通常應用動能定理結(jié)合功能關系解決.

練習冊系列答案
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3.如圖所示,M=2kg的木板B靜止在光滑水平面上,固定的平臺CD右側(cè)有一豎直放置的光滑半圓軌道DEF,m=1kg的小滑塊A(可視為質(zhì)點)以水平速度v0=6m/s從B的左端滑上,B與CD碰撞前的瞬間,A的速度vA=4m/s,且此時A、B還未達到共同速度.設B與平臺碰撞后立即被鎖定不再滑動.已知A與B之間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.2,A與CD之間的動摩擦因數(shù)μ2=0.1,木板B右端與平臺CD左端間距為s=0.5m,木板B的長度l1=4.5m,平臺長l2=3m,圓軌道半徑R=1m,重力加速度g=10m/s2

求(1)木板B與平臺碰撞前的瞬間B的速度大小.
(2)小物塊A在半圓軌道上達到的最大高度.
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4.2011年7月,杭州吳某徒手接住從10樓掉下的兩歲小孩,被譽為“最美媽媽”.設小孩的質(zhì)量m=10kg,從離地h1=28.5m高的陽臺掉下,假設小孩在下落的整個過程中空氣阻力為其重力的0.2倍.在小孩掉下后距地面高度為h2=1.5m處,吳某張開雙臂接住小孩,接住后緩沖到地面時速度恰好為零,取g=10m/s2.求;(計算結(jié)果可以保留根號)
(1)小孩在被接到前下落的時間t.
(2)在吳某接住小孩的緩沖過程中,其雙臂所受的作用力F的大。ò汛诉^程所受的力看做恒力).

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1.如圖所示,一對平行金屬板MM′、NN′水平放置.板長L=0.4m.板間距離d=0.4m.將兩板接在-個電壓可以調(diào)節(jié)的電源上(圈中未畫出).MM′接電源的正極.在兩板的右側(cè)存在水平方向的勻強磁場.磁場的方向垂直于紙面向里.磁感應強度的大小B=0 25T.NN′在磁場的左側(cè)邊界上,磁場的右側(cè)邊界豎直放置-個足夠長的光屏,磁場的寬度L′=0.2m,現(xiàn)有比荷為為$\frac{q}{m}$=2×105c/kg的帶正電的粒子束.沿兩扳的中軸線00′以相同的速度不停地射入,當兩板之間的電壓為0V時,粒子剛好不能打在光屏上.不計粒子重力.
(1)帶電粒子的初速度為多大?
(2)要使粒子能從兩板MM′、NN′之間射出,加在兩板之同的電壓范圍為多大?
(3)如果從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)兩板所接電源(內(nèi)阻不計)的電壓,粒子打在光屏上的位置將會發(fā)生變化,那么,粒子束打在光屏上的區(qū)域的長度是多少?(保留根號)

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8.半圓柱體P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的豎直擋板MN.在P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q,整個裝置處于靜止狀態(tài).如圖所示是這個裝置的縱截面圖.若用外力使MN保持豎直地緩慢向右移動,在Q落到地面以前,發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止.在此過程中,下列說法中正確的是( 。
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B.Q受到P的彈力逐漸減小
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18.如圖所示,內(nèi)徑粗細均勻的U形管,右側(cè)B管上端封閉,左側(cè)A管上端開口,管內(nèi)注入水銀,并在A管內(nèi)裝配有光滑的、質(zhì)量可以不計的活塞,使兩管中均封入L=25cm的空氣柱,活塞上方的大氣壓強為P0=76cmHg,這時兩管內(nèi)水銀面高度差h=6cm.今用外力豎直向上緩慢地拉活塞,直至使兩管中水銀面相平.設溫度保持不變,則:A管中活塞向上移動距離是多少?

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5.如圖1所示的裝置,可用于探究恒力做功與速度變化的關系.水平軌道上安裝兩個光電門,小車上固定有力傳感器和擋光板,細線一端與力傳感器連接,另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤.實驗首先保持軌道水平,通過調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運動以實現(xiàn)平衡摩擦力,再進行后面的操作,并在實驗中獲得以下測量數(shù)據(jù):小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量M,平衡摩擦力時砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m0,擋光板的寬度d,光電門1和2的中心距離s.

(1)該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于車的質(zhì)量不需要(填“需要”或“不需要”)
(2)實驗需用游標卡尺測量擋光板的寬度d,如圖2所示,d=5.50 mm
(3)某次實驗過程:力傳感器的讀數(shù)為F,小車通過光電門1和2的擋光時間分別為t1、t2(小車通過光電門2后,砝碼盤才落地),已知重力加速度為g,則對該小車實驗要驗證 的表達式是$(F-{m}_{0}g)s=\frac{1}{2}M(\frachvwdwxf{{t}_{2}})^{2}-\frac{1}{2}M(\fracywn5xkx{{t}_{1}})^{2}$.

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2.在高能粒子研究中,往往要把一束含有大量質(zhì)子和α粒子的混合粒子分離開,如圖初速度可忽略的質(zhì)子和α粒子,經(jīng)電壓為U的電場加速后,進入分離區(qū).如果在分離區(qū)使用勻強電場或勻強磁場把粒子進行分離,所加磁場方向垂直紙面向里,所加電場方向豎直向下,則下列可行的方法是(  )
A.只能用電場B.只能用磁場
C.電場和磁場都可以D.電場和磁場都不可以

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3.如圖所示是骨折病人的牽引裝置示意圖,繩的一端固定,繞過定滑輪和動滑輪后掛著一個重物,與動滑輪相連的帆布帶拉著病人的腳,整個裝置在同一豎直平面內(nèi).下列采取的方法中,一定能使腳所受的拉力增大的是( 。
A.只增大兩個定滑輪間的距離(繩適當加長)
B.保持兩個定滑輪與動滑輪連線的張角不變,增加重物的質(zhì)量
C.保持兩個定滑輪與動滑輪連線的張角不變,將病人的腳向左移動(繩適當加長)
D.增大兩個定滑輪間的距離同時將病人的腳向左移動(繩適當加長)

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