如圖，一輕彈簧左端固定在長木塊M的左端，右端與小木塊m連接，且m、M及M與地面間接觸光滑．開始時(shí)，m和M均靜止，現(xiàn)同時(shí)對m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2．在兩物體開始運(yùn)動(dòng)以后的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，對m、M和彈簧組成的系統(tǒng)（整個(gè)過程中彈簧形變不超過其彈性限度），正確的說法是（ ）

A．由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能也守恒
B．F1、F2分別對m、M做正功，故系統(tǒng)機(jī)械能不斷增加
C．當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能最大
D．系統(tǒng)機(jī)械能最大時(shí)，兩物體動(dòng)能都為零
【答案】分析：F1和F2等大反向，但是由于它們的位移不同，所以做的功的大小不同，當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時(shí)，物體受到的合力的大小為零，此時(shí)物體的速度的大小達(dá)到最大，再根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以判斷物體加速度的變化．
解答：解：A、F1和F2等大反向，但是由于它們的位移不同，所以做的功的大小不同，F(xiàn)1、F2對系統(tǒng)做功之和不為零，故系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，
系統(tǒng)受合力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故A錯(cuò)誤．
B、由于F1、F2先對系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)機(jī)械能開始增大，當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時(shí)，M和m受力平衡，加速度減為零，此后速度減小，當(dāng)兩物塊速度減為零時(shí)，彈簧的彈力大于F1、F2，之后，兩物塊再加速相向運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)1、F2對系統(tǒng)做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能開始減少，所以當(dāng)兩物塊速度減為零時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能最大，故B、C錯(cuò)誤，D正確．
故選D．
點(diǎn)評：本題涉及到彈簧，功、機(jī)械能守恒的條件、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系等較多知識．題目情景比較復(fù)雜，全面考查考生理解、分析、解決問題的能力．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

某同學(xué)利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖（a）所示．向左推小球，使彈黃壓縮一段距離后由靜止釋放；小球離開桌面后落到水平地面．通過測量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能．
回答下列問題：
（1）本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時(shí)的動(dòng)能Ek相等．已知重力加速度大小為g．為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的
ABC
ABC
（填正確答案標(biāo)號）．
A．小球的質(zhì)量m                     B．小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s
C．桌面到地面的高度h               D．彈簧的壓縮量△x
E．彈簧原長l0
（2）用所選取的測量量和已知量表示Ek，得Ek=
m
gs
2
 
4h
m
gs
2
 
4h
．
（3）圖（b）中的直線是實(shí)驗(yàn)測量得到的s-△x圖線．從理論上可推出，如果h不變，m增加，s-△x圖線的斜率會(huì)
減小
減小
（填“增大”、“減小”或“不變”）；如果m不變，h增加，s-△x圖線的斜率會(huì)
增大
增大
（填“增大”、“減小”或“不變”）．由圖（b） 中給出的直線關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知，Ep與△x的
2
2
次方成正比．

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科目：高中物理 來源： 題型：

一同學(xué)要探究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)系，他的實(shí)驗(yàn)如下：

如圖，在一個(gè)水平固定的粗糙桿上套有一小球，小球與桿之間的摩擦力大小恒為f，小球和固定端之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧左端固定，右端和小球不固連，現(xiàn)用力推動(dòng)小球使彈簧壓縮一段距離x后，再由靜止釋放小球，小球向右運(yùn)動(dòng)距離s后停止(此時(shí)小球已離開彈簧)，設(shè)水平桿足夠長，多次重復(fù)以上步驟，記錄s和相應(yīng)的x數(shù)據(jù)如下：

彈簧壓縮量

（x/cm）

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

小球滑行的距離（s/cm）

4.50

7.99

12.50

18.01

24.50

（1）寫出彈簧的彈性勢能Ep與小球滑行距離s的關(guān)系式                ；

（2）由表中數(shù)據(jù),可得s與x的關(guān)系是                 ；

（3）由(1)、(2)的結(jié)論得到彈簧的彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x之間的關(guān)系是                              。

四、計(jì)算題：本題共4小題，其中第17題6分，第18題8分，第19、20題各12分，共38分。解答時(shí)請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案不得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案必須明確寫出數(shù)值和單位。

 

 

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科目：高中物理 來源：2010年泰州中學(xué)高一下學(xué)期期末測試物理 題型：實(shí)驗(yàn)題

一同學(xué)要探究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)系，他的實(shí)驗(yàn)如下：
如圖，在一個(gè)水平固定的粗糙桿上套有一小球，小球與桿之間的摩擦力大小恒為f，小球和固定端之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧左端固定，右端和小球不固連，現(xiàn)用力推動(dòng)小球使彈簧壓縮一段距離x后，再由靜止釋放小球，小球向右運(yùn)動(dòng)距離s后停止(此時(shí)小球已離開彈簧)，設(shè)水平桿足夠長，多次重復(fù)以上步驟，記錄s和相應(yīng)的x數(shù)據(jù)如下：

彈簧壓縮量
（x/cm）
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
小球滑行的距離（s/cm）
4.50
7.99
12.50
18.01
24.50

（1）寫出彈簧的彈性勢能Ep與小球滑行距離s的關(guān)系式                ；
（2）由表中數(shù)據(jù),可得s與x的關(guān)系是                 ；
（3）由(1)、(2)的結(jié)論得到彈簧的彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x之間的關(guān)系是                              。
四、計(jì)算題：本題共4小題，其中第17題6分，第18題8分，第19、20題各12分，共38分。解答時(shí)請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案不得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案必須明確寫出數(shù)值和單位。

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科目：高中物理 來源：2013-2014重慶名校聯(lián)盟2014屆高三第一次聯(lián)合考試?yán)砭C物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（13分）某同學(xué)利用下述裝置對輕彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長時(shí)，小球恰好在桌邊緣，如圖（a）所示，向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放，小球離開桌面后落到水平地面，通過測量和計(jì)算，可得彈簧壓縮后的彈性勢能�；卮鹣铝袉栴}：

（1）本實(shí)驗(yàn)中可以認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢能與小球拋出時(shí)的動(dòng)能相等。已知重力加速度大小為.為求得，至少需要測量下列物理量中的（     ）（填正確答案的番號）

A．小球的質(zhì)量

B．小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離

C．桌面到地面的高度

D．彈簧的壓縮量

E．彈簧原長

（2）用所選取的測量量和已知量表示，得=____________.

（3）圖（b）中的直線是實(shí)驗(yàn)測得的圖線，從理論上可推出，如果不變，增加，圖線的斜率會(huì)________（填“增大”、“減小”或“不變”）；如果不變，增加，s—圖線的斜率會(huì)________（填“增大”、“減小”或“不變”）。由圖（b）中給出的直線關(guān)系和的表達(dá)式可知，與的________次方成正比。

 

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科目：高中物理 來源：2015屆吉林省龍井市高一下學(xué)期期末考試物理卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究，一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連:彈簧處于原長時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖(a)所示。向左推小球，使彈黃壓縮一段距離后由靜止釋放:小球離開桌面后落到水平地面。通過測量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。

回答下列問題：

(1)本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時(shí)的動(dòng)能Ek相等。已知重力加速度大小為g。為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的_________  (填正確答案標(biāo)號)。

A.小球的質(zhì)量m      B.小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s  

C.桌面到地面的高度h   D.彈簧的壓縮量△x

E.彈簧原長L0

(2)用所選取的測量量和已知量表示Ek，得Ek= _________________。

(3)圖(b)中的直線是實(shí)驗(yàn)測量得到的s-△x圖線。從理論上可推出，如果h不變.m增加，s—△x圖線的斜率會(huì)_______（填“增大”、“減小”或“不變”)；如果m不變，h增加，s—△x圖線的斜率會(huì)_________ (填“增大”、“減小”或“不變”)。由圖(b) 中給出的直線關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知，Ep與△x的___________ 次方成正比。

 

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