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【题目】如图所示,竖直光滑杆固定不动,套在杆上的弹簧下端固定,将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处,滑块与弹簧不拴接。现由静止释放滑块,通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的Ekh图象,其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线,其余部分为曲线,以地面为零势能面,取g=10m/s2,由图象可知(  )

A.小滑块的质量为0.2kgB.轻弹簧原长为0.2m

C.弹簧最大弹性势能为0.32JD.小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.38J

【答案】ABD

【解析】

A.在从0.2m上升到0.35m范围内,图象是直线,说明滑块只受重力,由动能定理得

Ek=mgh

图线的斜率绝对值为

m=0.2kg

A正确;
B.在Ek-h图象中,图线的斜率表示滑块所受的合外力,由于高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线,其余部分为曲线,说明滑块从0.2m上升到0.35m范围内所受作用力为恒力,所示从h=0.2m,滑块与弹簧分离,弹簧的原长为0.2m。故B正确;
C.根据能的转化与守恒可知,当滑块上升至最大高度时,增加的重力势能即等于弹簧最大弹性势能,所以

Epm=mgh=0.2×10×0.35-0.1=0.5J

C错误;
D.在滑块整个运动过程中,滑块和弹簧组成的系统,只有重力和弹力做功,系统的机械能守恒,即滑块的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变,总能量为

当小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小时,动能最大,最大值为0.32J,则小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.70J-0.32J=0.38J,故D正确;
故选ABD

练习册系列答案
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B.地球上的人永远只能看到月球的正面而看不到背面,是因为月球的自转周期与地球的公转周期相同

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