Question

【题目】(多选)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Ek－h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0.2kg

B.弹簧最大弹性势能为0.32J

C.轻弹簧原长为0.2m

D.小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.18J

Answer 1

【答案】AC

【解析】从0.2m上升到0.35m的范围内，ΔEk＝－ΔEp＝－mgΔh，图线的斜率绝对值为：k＝＝＝－2N＝－mg，所以：m＝0.2kg，故A正确；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Epm＝mgΔh＝0.2×10×(0.35－0.1) J＝0.5J，故B错误；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，所以h＝0.2m，滑块与弹簧分离，弹簧的原长为0.2m，故C正确；由图可知，当h＝0.18m时的动能最大；在滑块整个运动过程中，系统的动能、重力势能和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，根据能的转化和守恒可知，Epmin＝E－Ekm＝Epm＋mgh－Ekm＝0.5J＋0.2×10×0.1J－0.32J＝0.38J，故D错误.