如圖所示,水平面上的輕彈簧一端與物體相連,另一端固定在墻上的P點,已知物體的質(zhì)量為m=2.0kg,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,彈簧的勁度系數(shù)k=200N/m.現(xiàn)用力F拉物體,使彈簧從處于自然狀態(tài)的O點由靜止開始向左移動10cm,這時彈簧具有彈性勢能Ep=1.0J,物體處于靜止狀態(tài).若取g=10m/s2,則撤去外力F后( 。
分析:在物體運動到O點的過程中運用動能定理判斷出O點的速度不為零,彈簧將被壓縮,根據(jù)能量守恒可以判斷物體向右滑動距離的最大值,當加速度等于零時,速度最大,此時彈簧彈力等于摩擦力,當物體到達最右端時動能為零,彈簧處于壓縮狀態(tài),彈性勢能不為零,所以系統(tǒng)機械能不為零.
解答:解:A、當物體至O點時,由動能定理得:Ep-μmg×0.1=
1
2
mv2可知,物體至O點的速度不為零,將繼續(xù)向右壓縮彈簧,由能量守恒可得,Ep=μmgx′+Ep′,因Ep′>0,所以解得x′<12.5 cm,故A錯誤,B正確.
C、當物體向右運動至O點過程中,彈簧的彈力向右.由牛頓第二定律可知,kx-μmg=ma(x為彈簧的伸長量),當a=0時,物體速度最大,此時kx=μmg,彈簧仍處于伸長狀態(tài),故C錯誤.
D、物體到達最右端時,動能為零,但彈簧有彈性勢能,故系統(tǒng)的機械能不為零,D錯誤.
故選B
點評:本題要求同學們能正確對物體進行受力分析,清楚物體的運動情況,知道當加速度等于零時,物體速度最大,由于有滑動摩擦力作用,系統(tǒng)的機械能不守恒,但能量守恒,難度適中.
練習冊系列答案
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如圖所示,水平面上的O點處并放著AB兩個物體,在A的左側(cè)距A距離為x0處有一豎直擋板,AB之間有少量的炸藥,爆炸后B以v2=2m/s的速度向右做勻減速運動,直到靜止. A以v1=4m/s的速率向左運動,運動到擋板后與擋板發(fā)生時間極短的碰撞,碰撞后以碰撞前的速率返回,已知AB在運動過程中加速度大小均為a=1m/s2,方向與物體的運動方向始終相反,AB兩物體均視為質(zhì)點.計算:
(1)x0滿足什么條件,A物體剛好能運動到擋板處.
(2)x0滿足什么條件,A物體剛好能回O點.
(3)x0滿足什么條件時,A物體能追上B物體.

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如圖所示為水平面上的物體在水平拉力F作用下的v-t 圖線和拉力F的功率-時間圖線,則物體跟水平面間的動摩擦因數(shù)為(g=10m/s2)( 。

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如圖所示,水平面上的輕彈簧一端與物體相連,另一端固定在墻上的P點,已知物體的質(zhì)量為m,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ,彈簧的勁度系數(shù)k.現(xiàn)用力拉物體,使彈簧從處于自然狀態(tài)的O點由靜止開始緩慢向左移動一段距離,這時彈簧具有彈性勢能Ep.撤去外力后,物體在O點兩側(cè)往復運動的過程中( 。

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精英家教網(wǎng)如圖所示,水平面上的A,B兩物體中間有一被細線拉著的被壓縮了的輕彈簧,兩邊是兩個在豎直平面內(nèi)的半徑分別為R和2R圓弧形軌道.當細線突然斷開后,兩物體分別運動到軌道最高點時,對軌道的壓力都為0.不計任何摩擦,求:A、B兩物體的質(zhì)量mA和mB之比.

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