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【题目】如图所示,竖直光滑杆固定在地面上,套在杆上的轻质弹簧下端固定,将套在杆上的滑块向下压缩弹簧(在弹性限度范围内)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,通过传感器测量滑块的速度和离地高度并作出滑块的Ek-h图像,其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图像为直线,其余部分为曲线。滑块可视为质点,以地面为零势能参考面,重力加速度g10m/s2,由图像可知

A. 轻弹簧原长为0.2m

B. 滑块的质量为0.2kg

C. 弹簧弹性势能最大为0.5J

D. 滑块机械能最大为0.5J

【答案】AC

【解析】

试题在Ek-h图象中,图线的斜率表示了滑块所受的合外力,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,说明滑块在从0.2m上升到0.35m范围内所受作用力为恒力,所以从h0.2m,滑块与弹簧分离,故选项A正确;在从0.2m上升到0.35m范围内,图线的斜率绝对值为:kmg2N,所以:m0.2kg,故选项B错误;根据能的转化与守恒可知,当滑块上升至最大高度时,增加的重力势能即为弹簧最大弹性势能,所以EpmmgΔh0.2×10×(0.350.1)J0.5J,故选项C正确;在滑块整个运动过程中,系统的动能、重力势能、弹性势能之间相互转化,因此动能最大时,滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小,根据能的转化与守恒可知:EpminEEkmEpmmgh0Ekm0.5J0.2×10×0.1J0.32J0.38J,故选项D错误。

练习册系列答案
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