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如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球,小球与一轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A点,已知杆与水平面之间的夹角θ<45°,当小球位于B点时,弹簧与杆垂直,此时弹簧处于原长.现让小球自C点由静止释放,在小球滑到杆底端的整个过程中,关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能,下列说法正确的是(  )

 

A.

小球的动能与重力势能之和保持不变

 

B.

小球的动能与重力势能之和先增大后减少

 

C.

小球的动能与弹簧的弹性势能之和先减少后增大

 

D.

小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变


考点:

共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.

专题:

共点力作用下物体平衡专题.

分析:

分析小球沿杆下滑的过程的受力和做功情况,重力和弹簧的拉力做功,所以小球机械能不守恒,但是小球和弹簧组成的系统的机械能守恒.

解答:

解:A、小球沿杆下滑的过程的受重力、杆的弹力和弹簧的拉力,重力和弹簧的拉力做功,所以小球机械能不守恒,故A错误.

B、根据除了重力之外的力做功量度机械能守恒得:

小球自C点由静止释放到B的过程中弹簧的拉力做正功,所以小球的机械能增大,从B点向下,弹簧的拉力与速度方向成钝角,做负功,小球的机械能减小,故B正确.

C、小球和弹簧组成的系统的机械能守恒,而小球的重力势能减小,所以小球的动能与弹簧的弹性势能之和增大,故C错误.

D、小球和弹簧组成的系统的机械能守恒,而小球的动能在变化,所以小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和也在变化,故D错误.

故选:B.

点评:

对物理过程进行受力、运动、做功分析,是解决问题的根本方法.这是一道考查系统机械能守恒的好题.

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


若用假想的引力场线描绘质量相等的两星球之间的引力场分布,使其它质点在该引力场中任意一点所受引力的方向沿该点引力场线的切线上,指向箭头方向.则描述该引力场的引力场线分布图是(  )

 

A.

B.

C.

D.

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科目:高中物理 来源: 题型:


我国研制并成功发射的“嫦娥二号”探测卫星,在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动,运行的周期为T.若以R表示月球的半径,则(  )

 

A.

卫星运行时的向心加速度为

 

B.

卫星运行时的线速度为

 

C.

物体在月球表面的重力加速度为

 

D.

月球的第一宇宙速度为

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,MN、PQ为水平放置的平行导轨,通电导体棒ab垂直放置在导轨上,已知导体棒的质量m=1kg、长L=2.0m,通过的电流I=5.0A,方向如图所示,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=.当加一竖直向上的匀强磁场时,导体棒水平向右运动,随着磁感应强度的增大,导体棒运动的加速度增大;若减小磁感应强度方向与速度方向的夹角,当该夹角减小到某一值θ时,无论怎样增大磁感应强度,导体棒ab均不会运动,则θ为(  )

 

A.

30°

B.

45°

C.

60°

D.

90°

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如图1所示,宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示),电场强度的大小为E0,E>0表示电场方向竖直向上.t=0时,一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域,沿直线运动到Q点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的N2点.Q为线段N1N2的中点,重力加速度为g.上述d、E0、m、v、g为已知量.

(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小;

(2)求电场变化的周期T;

(3)改变宽度d,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求T的最小值.

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科目:高中物理 来源: 题型:


一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心.若仅考虑地磁场的影响,则当航天飞机位于赤道上空(  )

 

A.

由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下

 

B.

由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下

 

C.

沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由下向上

 

D.

沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.求:

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;

(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;

(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.

(g=10rn/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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如图所示,在粗糙水平面上有一质量为M、高为h的斜面体,斜面体的左侧有一固定障碍物Q,斜面体的左端与障碍物的距离为d。将一质量为m的小物块置于斜面体的顶端,小物块恰好能在斜面体上与斜面体一起保持静止;现给斜面体施加一个水平向左的推力,使斜面体和小物块一起向左匀加速运动,当斜面体到达障碍物与其碰撞后,斜面体立即停止运动,小物块水平抛出,最后落在障碍物的左侧P处(图中未画出),已知斜面体与地面间的动摩擦因数为μ1,斜面倾角为θ,重力加速度为g,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,求:

(1)小物块与斜面间的动摩擦因数μ2;

(2)要使物块在地面上的落点P距障碍物Q最远,水平推力F为多大;

(3)小物块在地面上的落点P距障碍物Q的最远距离。

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如图所示,在竖直方向上AB两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上,BC两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上,斜面倾角为30°.用手调整C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知B的质量为mC的质量为4mA的质量远大于m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦力不计.开始时整个系统处于静止状态,释放C后它沿斜面下滑.若斜面足够长,求:

(1)当B物体的速度最大时,弹簧的伸长量;

(2)B物体的最大速度.

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