精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
7.如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变.用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0 ,此时物体静止.撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0.物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则(  )
A.撤去F后,物体先做加速运动,再做减速运动
B.撤去F时,物体刚运动时的加速度大小为$\frac{k{x}_{0}}{m}$-μg
C.在弹簧恢复原长之前的某一位置,速度达到最大值
D.物体做匀减速运动的时间为2$\sqrt{\frac{{x}_{0}}{μg}}$

分析 (1)通过分析物体的受力情况,来确定其运动情况:撤去F后,物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力,滑动摩擦力不变,
而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小,可知加速度先减小后增大,物体先做变加速运动,再做变减速运动,最后物体离开弹簧后做匀减速运动;
(2)撤去F后,根据牛顿第二定律求解物体刚运动时的加速度大小;
(3)当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时,速度最大;
(4)物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0,由牛顿第二定律求得加速度,由运动学位移公式求得时间.

解答 解:A、撤去F后,物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力,滑动摩擦力不变,而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小,
弹力先大于滑动摩擦力,后小于滑动摩擦力,则物体向左先做加速运动后做减速运动,随着弹力的减小,合外力先减小后增大,
则加速度先减小后增大,故物体先做变加速运动,再做变减速运动,最后物体离开弹簧后做匀减速运动,故A错误;
B、撤去F后,根据牛顿第二定律得,物体刚运动时的加速度大小:
a=$\frac{k{x}_{0}-μmg}{m}$=$\frac{k{x}_{0}}{m}$-μg,故B正确;
C、物体向左运动到弹力与滑动摩擦力平衡时,物体的速度最大,此时弹簧处于压缩状态,故C错误;
D、由题意知,物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0
由牛顿第二定律得,匀减速运动的加速度大小:
a=$\frac{μmg}{m}$=μg,
将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动,
则有:3x0=$\frac{1}{2}$at2
解得:t=$\sqrt{\frac{6{x}_{0}}{a}}$=$\sqrt{\frac{6{x}_{0}}{μg}}$,故D错误.
故选:BC.

点评 本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键,要抓住加速度与合外力成正比,即可得到加速度是变化的.运用逆向思维研究匀减速运动过程,比较简便.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.质量为10kg的小球从20m高处自由落下,当小球的速度恰好等于落地速度的一半时,它距地面的高度是多少?此时小球的重力势能和动能各是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

5.如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球,在水平拉力F作用下,小球缓慢地在竖直平面内由A点运动到B点的过程中(  )
A.拉力F逐渐增大B.拉力F对小球做正功
C.细绳对小球做负功D.小球的机械能保持守恒

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

15.在第21届温哥华冬奥会上,我国女子冰壶队取得了优异的成绩.如图所示,比赛中,冰壶在水平冰面上的运动可视为匀减速直线运动,设一质量m=20kg的冰壶从被运动员推出到静止共用时t=16s,运动的位移x=32m,求:冰壶在此过程中.
(1)平均速度的大小;
(2)加速度的大小;
(3)所受平均阻力的大小.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

2.如图所示,四分之一光滑的竖直绝缘圆轨道AB与水平绝缘轨道BC固定在同一竖直面内.圆轨道半径为R,圆心O点和B点所在竖直线的右侧空间存在着平行于轨道BC向右的匀强电场,现有一质量为m、电荷量为-q的小物块,从水平轨道上到B点距离为2R的P点由静止释放,物块第一次冲出圆形轨道末端A后还能上升的高度为$\frac{R}{2}$.已知物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)物块第一次经过B点时的速度vB
(2)匀强电场的场强E;
(3)物块第二次经过B点后向右运动的最大距离x.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

12.如图甲所示,某研究性学习小组测量木块与木板间动摩擦因数装置.让木块以一定的初速度v0沿倾角可在1~90°之间任意调整的木板向上滑行,测出木块沿木板向上所能达到的最大位移x.画出木块向上所能达到的最大位移x与对应木板倾角α的图象,如图乙所示,(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).则(  )
A.木块的初速度v0为3m/s
B.木块与木板间的动摩擦因数为0.75
C.当倾角α=37°时,木块上滑的加速度为12m/s2
D.当倾角α=30°时,木块达到最大位移后将沿斜面下滑

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

19.如图所示,平面直角坐标系xOy在第一象限内存在水平向左的匀强电场,第二、四象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场,第三象限内存在与x轴负方向成30°角斜向上的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以一定初速度从y轴上的A点与y轴正方向成60°角垂直磁场方向射入第二象限,粒子从x轴上的C点与x轴正方向成30°角进入第三象限,粒子到达y轴上的D点(没画出)时速度刚好减半,经第四象限内磁场偏转后又能垂直x轴进入第一象限内,最后恰好回到A点,已知OA=$\sqrt{3}$a,第二象限内匀强磁场的磁感应强度为B,粒子重力不计,求:
(1)粒子的初速度v0和第四象限内匀强磁场的磁感应强度B1
(2)第一、三象限内匀强电场的电场强度E1、E2
(3)粒子在第一、三象限内运行的时间比t1:t3

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

16.以下说法错误的是(  )
A.一群处于n=4能级激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出6种不同频率的光
B.重核裂变过程生成中等质量的核,反应前后质量数守恒,但质量一定减少
C.10个放射性元素的原子核在经一个半衰期后,一定有5个原子核发生衰变
D.在光电效应实验中,用同种频率的光照射不同的金属表面,从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大,则这种金属的逸出功越小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:计算题

17.一矿井深45米,在井口每隔一定时间自由落下一个小球,当第6个小球从井口开始下落时,第一个小球恰好落至井底(g=10m/s2)问:
(1)相邻两个小球下落的时间间隔是多少?
(2)这时第2个小球和第5个小球相距多远?

查看答案和解析>>

同步练习册答案