3.如圖所示,一個小球套在固定的傾斜光滑桿上,一根輕質彈簧的一端懸掛于O點,另一端與小球相連,彈簧與桿在同一豎直平面內.現(xiàn)將小球沿桿拉到與O點等高的位置由靜止釋放,小球沿桿下滑,當彈簧處于豎直時,小球速度恰好為零,若彈簧始終處于伸長且在彈性限度內,在小球下滑過程中,下列說法正確的是( 。
A.彈簧的彈性勢能一直增加
B.小球的機械能保持不變
C.重力做功的功率先增大后減小
D.當彈簧與桿垂直時,小球的動能最大

分析 彈簧與桿垂直時,合外力方向沿桿向下,小球繼續(xù)加速,速度沒有達到最大值,運動過程中,只有重力和彈簧彈力做功,系統(tǒng)機械能守恒,根據(jù)機械能守恒定律分析即可求解;重力功率P=mgvy=mgvcosθ.

解答 解:AB、小球運動過程中,只有重力和彈簧彈力做功,系統(tǒng)機械能守恒,彈簧與桿垂直時,彈簧伸長量最短,彈性勢能最小,故動能與重力勢能之和最大,小球下滑至最低點,動能為零重力勢能最小,故此時彈簧的彈性勢能最大,故小球的機械能先增大后減小,彈簧的彈性勢能先減小后增大,故AB錯誤;
C、重力功率P=mgvy=mgvcosθ,θ不變,v先增大后減小,故功率先增大后減小,故C正確;
D、彈簧與桿垂直時,彈力方向與桿垂直,合外力方向沿桿向下,小球繼續(xù)加速,速度沒有達到最大值.故D錯誤
故選:C

點評 本題主要考查了機械能守恒定律的直接應用,重力功率P=mgvy=mgvcosθ,要求同學們能正確分析小球的受力情況和運動情況,難度不大,屬于基礎題

練習冊系列答案
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13.如圖所示,平面直角坐標系的第二象限內存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場,一質量為m、帶電荷量為+q的小球從A點以初速度v0沿直線AO運動,AO與x軸負方向成37°角,在y軸與MN之間的區(qū)域Ⅰ內加一電場強度最小的勻強電場后,可使小球繼續(xù)做直線運動到MN上的C點,MN與PQ之間區(qū)域Ⅱ內存在寬度為d的豎直向上勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場,小球在區(qū)域Ⅱ內做勻速圓周運動并恰好不能從右邊界飛出,已知小球在C點的速度大小為2v0,重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)第二象限內電場強度E1的大小和磁感應強度B1的大;
(2)區(qū)域Ⅰ內最小電場強度E2的大小和方向;
(3)區(qū)域Ⅱ內電場強度E3的大小和磁感應強度B2的大。

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14.如圖所示,水平傳送帶A、B兩端點相距x=2m,以v0=4m/s的速度(始終保持不變)順時針運動,今將一小煤塊(可視為質點)無初速度地輕放至A點處,已知小煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.4,g取10m/s2.由于小煤塊與傳送帶之間有相對滑動,會在傳送帶上留下劃痕.則小煤塊從A運動到B的過程中(  )
A.小煤塊從A運動到B的時間是1sB.小煤塊到達B的速度是8m/s
C.劃痕長度是2mD.皮帶運動的距離是4m

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11.2016年10月17日我國成功發(fā)射了質量為m的“神舟”十一號飛船.飛船先沿橢圓軌道Ⅰ飛行,近地點Q貼近地面,在遠地點P處點火加速,順利進入距地面高度為h的圓軌道Ⅱ,在此圓軌道上飛船運行周期為T,已知地球半徑為R,下列判斷正確的是( 。
A.飛船在軌道Ⅱ的動能為2m$\frac{{(R+h)}^{2}{π}^{2}}{{T}^{2}}$
B.飛船在軌道Ⅰ運動的周期為$\frac{T(2R+h)}{2(R+h)}$$\sqrt{\frac{2R+h}{2(R+h)}}$
C.飛船變軌前通過橢圓軌道P點的速度大于Q點的速度
D.從Q到P飛船做離心運動,高度增加,機械能增大

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18.如圖所示,在光滑的水平面上,質量為2m的物體A以初速度v0向右運動,質量為m的物體B靜止,其左側連接一輕質彈簧,A壓縮彈簧到最短時B恰與墻壁相碰,碰后B以其碰前四分之一的動能反彈,B與墻壁碰撞時間極短,求:
(1)物體B與墻碰前瞬間的速度大小;
(2)彈簧第二次被壓縮到最短時的彈性勢能.

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8.如圖,半徑R=1m的光滑半圓軌道AC與傾角θ=37°的粗糙斜面軌道BD放在同一豎直平面內,兩軌道之間由一條光滑水平軌道AB相連,B處用光滑小圓弧平滑連接.在水平軌道上,用擋板把a、b兩物塊間的輕質彈簧擋住后處于靜止狀態(tài),物塊與彈簧不拴接.只放開左側擋板,物塊a恰好通過半圓軌道最高點C;只放開右側擋板,物塊b恰好能到達斜面軌道最高點D.已知物塊a的質量為m1=2kg,物塊b的質量為m2=1kg,物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,物塊到達A點或B點時已和彈簧分離.重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)物塊a經(jīng)過半圓軌道的A點時對軌道的壓力FN;
(2)斜面軌道BD的高度h.

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15.在做光電效應的實驗時,某種金屬被光照射發(fā)生了光電效應,實驗測得光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率ν的關系如圖所示,由實驗圖象可求出( 。
A.該金屬的極限頻率和極限波長
B.普朗克常量
C.該金屬的逸出功
D.單位時間內逸出的光電子數(shù)
E.任意入射光頻率v時逸出的光電子的動能

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12.宇航員登上某一星球后,測得該星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,而該星球的平均密度與地球的差不多,則該星球質量大約是地球質量的( 。
A.0.5倍B.2倍C.4倍D.8倍

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13.下列說法中正確的是( 。
A.卡文迪許為經(jīng)典力學作出了最重要的貢獻
B.牛頓認為力是改變物體運動狀態(tài)的原因
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D.伽利略認為一切物體不受外力作用時都處于靜止狀態(tài)

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