Question

将一弹性绳（质量不计）一端固定在某一高处O点，另一端系在一个物体上，现将物体从O点处由静止释放，测出物体在不同时刻的速度V和该物体到O点的距离s，得到该物体的v－s图像如图所示。已知物体质量为5kg，弹性绳的自然长度为12m，（弹性绳的伸长在弹性限度内，遵循胡克定律，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²），则可知（    ）

A．物体下落过程中弹性绳的最大拉力大小约为50N

B．物体下落过程中最大加速度大小约为20m/s²

C．当弹性绳上的拉力为100N时物体的速度大小约为18m/s

D．物体下落过程中弹性绳弹性势能最大值约为3600J

 

Answer 1

【答案】

B

【解析】

试题分析: 由图可知，当速度最大时，加速度等于零，此时重力等于弹簧弹力，则有：mg=k（20-12）解得：k=N/m，物体下落过程中弹性绳的最大拉力大小约为F_max= k(L-L₀)=150N，所以A错误；由图可知，弹性绳的最大拉力最大时，物体下落过程中加速度最大，由牛顿第二定律得a=20m/s²所以B正确；当弹性绳上的拉力为100N，弹性绳形变量为16m，弹性绳长度就是28m，从图中读出对应的速度为：v=15.5m/s，故C错误；在下落的整个过程中，只有重力和弹性绳弹力做功，根据动能定理得：mgh-E_p=0-0，解得弹性绳弹性势能最大值约为1800J，故D错误的

考点：牛顿第二定律