如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧固定在一傾角為θ的光滑斜面底端的擋板上，空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場E。一帶正電的小球在光滑斜面上由A點(diǎn)靜止釋放，到達(dá)B點(diǎn)時與彈簧粘在一起，在斜面上作簡諧振動。在物體由C點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)（C、D兩點(diǎn)未在圖上標(biāo)出）的過程中，彈簧的彈性勢增加了3.0J，物體的重力勢能減少了5.0J，則（彈簧不超過彈性限度）（     ）

A．當(dāng)彈簧的彈力等于mgsinθ時，小球動能最大

B．在以后的簡諧運(yùn)動過程中，當(dāng)小球的速率等于零時，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能最大或最小

C．從C到D小球動能增加量大于2J，C點(diǎn)的位置可能在平衡位置以下

D．從C到D小球動能增加量大于2J，D點(diǎn)的位置可能在平衡位置以上

 

【答案】

BD

【解析】

試題分析：據(jù)題意，小球動能最大的地方是合力為0的位置，當(dāng)合力為0 時有：，故彈力為：則A選項(xiàng)錯誤；該系統(tǒng)中，如果只有重力和彈力做功機(jī)械能守恒，現(xiàn)在除了重力和彈力還有電場力做功，機(jī)械能變化量等于電場力做功，當(dāng)小球速度為0 時，電場力做功最多，機(jī)械能變化量最大，據(jù)有：，當(dāng)電場力做正功，此時機(jī)械能最大，當(dāng)電場力做負(fù)功此時機(jī)械能最小，則B選項(xiàng)正確；從C到D據(jù)彈性勢能增加3J則彈力做功為-3J，重力勢能減小5J則重力做功5J，據(jù)動能定理有：，代入數(shù)據(jù)得：，由于重力做正功則電場力也做正功，所以從C到D動能變化比2J大，由于重力做正功且動能增加，說明位置D在平衡位置上方，故D選項(xiàng)正確。

考點(diǎn)：本題考查物體平衡條件和動能定理。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，固定斜面的傾角θ=30°，物體A與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ=
3
2
，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長時上端位于C點(diǎn)．用一根不可伸長的輕繩通過輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體A和B，滑輪右側(cè)繩子與斜面平行，A的質(zhì)量為2m，B的質(zhì)量為m，初始時物體A到C點(diǎn)的距離為L．現(xiàn)給A、B一初速度v0使A開始沿斜面向下運(yùn)動，B向上運(yùn)動，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到C點(diǎn)．已知重力加速度為g，不計空氣阻力，整個過程中，輕繩始終處于伸直狀態(tài)，求此過程中：
（1）物體A向下運(yùn)動剛到C點(diǎn)時的速度；
（2）彈簧的最大壓縮量；
（3）彈簧中的最大彈性勢能．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（I）某同學(xué)查資料得知：彈簧的彈性勢能僅與彈簧的勁度系數(shù)和形變量有關(guān)，并且與形變量的平方成正比．為了檢驗(yàn)此結(jié)論的正確性，他設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)：
a）取一根輕質(zhì)彈簧和一根內(nèi)徑略大的直玻璃管，將玻璃管固定的水平桌面上，將彈簧插入玻璃管并固定一端，如圖所示．
b）將小鋼球放入玻璃管，輕推小球，使彈簧壓縮到某一位置后，測出彈簧的壓縮量x．c）然后突然撤去外力，小球沿水平方向彈出落在地面上．記錄小球的落地位置．
d）保持彈簧壓縮量不變，重復(fù)10次上述操作，從而確定小球的平均落點(diǎn)，測得小鋼球的水平射程s．
e）多次改變彈簧的壓縮量x的數(shù)值x1、x2、x3…，重復(fù)以上步驟，測得小鋼球的多組水平射程s1、s2、s3…．

請你回答下列問題：
①在實(shí)驗(yàn)中，“保持彈簧壓縮量不變，重復(fù)10次上述操作，從而確定小球的平均落點(diǎn)”的目的是為了減小
偶然誤差
偶然誤差
（填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”）．
②若要測量小鋼球的水平射程s，除圖中畫出的取材以外，還必須選取的實(shí)驗(yàn)器材是
BDE
BDE

A．秒表         B．刻度尺        C．螺旋測微器   D．白紙         E．復(fù)寫紙
③該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的測量結(jié)果，作出了彈簧形變量x與小鋼球水平射程s的s-x圖象，并根據(jù)能量守恒定
律推導(dǎo)出了Ep與水平射程s的關(guān)系式：Ep=
mgs24k
，（式中h是開始時小球離地面的高度）．據(jù)此他推斷
出彈簧的彈性勢能Ep與x2成正比，他從Ep∝s2得到Ep∝x2的理由是
由圖象可看出s與x成正比，故Ep與x2成正比
由圖象可看出s與x成正比，故Ep與x2成正比
．

（II）（10分）用右圖所示的電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻．電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時選成短路，電路中用一定值電阻R0起保護(hù)作用．除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：
A．量程0-3V的電壓表
B．量程0-15V的電壓表
C．量程0-0.6A的電流表
D．量程0-3A的電流表
E．（阻值3Ω、額定功率5W）的定值電阻
F．（阻值10Ω、額定功率10W）的定值電阻
G．（阻值范圍0-10Ω、額定電流2A）的滑動變阻器
H．（阻值范圍0-100Ω、額定電流1A）的滑動變阻器
（1）要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的應(yīng)選擇
3
3
V，電流表的應(yīng)選擇
C
C
； R0應(yīng)選擇
E
E
，R應(yīng)選擇
G
G
．（用選項(xiàng)字母符號表示）
（2）引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是
由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電池實(shí)際輸出電流�。�
由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電池實(shí)際輸出電流�。�
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在高1.5m的光滑平臺上有一個質(zhì)量為2kg的小球被一細(xì)線拴在墻上，球與墻之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧．當(dāng)燒斷細(xì)線時，小球被彈出，小球落地時的速度方向與水平方向成60°角，則彈簧被壓縮時具有的彈性勢能為（g=10m/s2）（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在高h(yuǎn)為5m的光滑平臺上有一個質(zhì)量為0.2kg的小球被一細(xì)線拴在墻上，球與墻之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧，當(dāng)燒斷細(xì)線時．小球被彈出，小球落地時的速度方向與水平方向成45°．求
（1）小球離開桌面時的初速度；
（2）彈簧被壓縮時具有的彈性勢能（g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

某同學(xué)查資料得知：彈簧的彈性勢能僅與彈簧的勁度系數(shù)和形變量有關(guān)，并且與形變量的平方成正比．為了檢驗(yàn)此結(jié)論的正確性，他設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)：
（a）取一根輕質(zhì)彈簧和一根內(nèi)徑略大的直玻璃管，將玻璃管固定在水平桌面上，將彈簧插入玻璃管并固定一端，如圖1所示．
（b）將小鋼球放入玻璃管，輕推小鋼球，使彈簧壓縮到某一位置后，測出彈簧的壓縮量x．
（c）然后突然撤去外力，小鋼球沿水平方向彈出落在地面上，記錄小鋼球的落地位置．
（d）保持彈簧壓縮量不變，重復(fù)10次上述操作，從而確定小鋼球的平均落點(diǎn)，測得小鋼球的水平射程s．
（e）多次改變彈簧的壓縮量x的數(shù)值x1、x2、x3、…，重復(fù)以上步驟，測得小鋼球的多組水平射程s1、s2、s3、…
請你回答下列問題：
（1）在實(shí)驗(yàn)中，“保持彈簧壓縮量不變，重復(fù)10次上述操作，從而確定小鋼球的平均落點(diǎn)”的目的是為了減小
 
（填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”）．
（2）若要測量小鋼球的水平射程s，除圖中畫出的器材以外，還必須選取的實(shí)驗(yàn)器材是
 
．（填寫器材代號）
A．秒表  B．刻度尺  C．螺旋測微器   D．白紙  E．復(fù)寫紙
（3）該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的測量結(jié)果，作出彈簧形變量x與小鋼球水平射程s的s-x圖象（如圖2），測量出了桌面離地面的高度為h，小球的質(zhì)量為m，根據(jù)能量守恒定律推導(dǎo)出了彈性勢能EP與水平射程s的關(guān)系式：EP=
 
．根據(jù)彈簧形變量x與小鋼球水平射程s的s-x圖象，推斷出彈簧的彈性勢能EP與x2成正比理由是
 
．精英家教網(wǎng)

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