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3.如图所示,将物体P用长度适当的轻质细绳悬挂于天花板下方,两物体P、Q用一轻弹簧相连,物体Q在力F的作用下处于静止状态,弹簧被压缩,细绳处于伸直状态.已知弹簧的弹性势能仅与形变量大小有关,且弹簧始终在弹性限度内,现将力F撤去,轻绳始终未断,不计空气阻力,则(  )
A.弹簧恢复原长时,物体Q的速度最大B的速度最大
B.撤去力F后,弹簧和物体Q组成的系统机械能守恒
C.在物体Q下列的过程中,弹簧的弹性势能先减小后增大
D.撤去力F前,细绳的拉力不可能为零

分析 Q在重力弹簧弹力和向上的作用力处于平衡状态,当撤去外力F后,物体Q不再平衡,Q将向下加速运动,在运动过程中Q受弹力将发生变化,当B的速度达到最大时,Q受合力处于平衡状态,故B速度最大时弹簧弹力与重力平衡,并由此展开分析即可.

解答 解:A.由题意可知,在Q下降过程中,Q和弹簧构成的系统满足机械能守恒,弹簧弹性势能先减小,后增大,Q的动能先增大后减小,当弹簧向上的弹力大小等于Q物体的重力时,Q的速度最大,故A错误,BC正确;
D、F撤去之前,弹簧被压缩,对A受力分析,当重力等于弹力时,绳子的拉力可能为零,故D错误
故选:BC

点评 本题抓住弹簧弹力的变化,弹簧与物体B组成的系统机械能守恒保持不变,弹簧的弹性势能先减小再增加,即势能大小与形变量有关.这是解决问题的关键.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

13.如图所示,两个质量m1=20g、m2=80g的小球,用等长的细线悬挂在O点.悬挂m2的细线处于竖直状态,悬挂m1的细线处于伸直状态且与竖直方向成37°角.现将m1由静止释放,m1与m2碰撞后粘在一起.若线长L=1m,重力加速度g=10m/s2,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)碰撞前瞬间m1的速度v0
(2)碰撞后两球一起摆动上升的最大高度h;
(3)碰撞中损失的机械能△E.

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14.如图所示,在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h的海平面上.若以海平面为零势能面,且不计空气阻力,则(  )
A.物体在地面时的重力势能为mgh
B.从抛出到落至海平面,重力对物体做功为mgh
C.物体在海平面上的动能为$\frac{1}{2}$mv02
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A.系统在该过程水平方向动量守恒
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C.该过程墙受弹簧弹力的冲量大小为mv0
D.该过程弹簧最大弹性势能为$\frac{{m}^{2}{{v}_{0}}^{2}}{2(m+M)}$

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18.在物理学的发展过程中,许多物理学家提出的理论和假设推动了人类历史的进步.下列表述符合物理学史实的是(  )
A.汤姆孙通过研究阴极射线实验,发现了电子并建立了原子的“枣糕”模型
B.巴尔末根据氢原子光谱分析,总结出了氢原子光谱可见光区波长公式
C.贝克勒尔通过对天然放射性的研究,发现原子核是由质子和中子组成的
D.玻尔大胆提出假设,认为实物粒子也具有波动性

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8.已知阿伏加德罗常数为NA,铜的摩尔质量为M0,密度为ρ,则(  )
A.1个铜原子的质量是$\frac{{M}_{0}}{{N}_{A}}$B.1个铜原子的体积是$\frac{{M}_{0}}{ρ{N}_{A}}$
C.1 kg铜所含原子的数目是ρNAD.1 m3铜所含原子的数目为NA
E.1 mol铜所含原子的数目是$\frac{ρ{N}_{A}}{{M}_{0}}$   

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15.如图所示,将一小球以速度v0=3m/s的速度从A点水平抛出的同时,在倾角为37°的斜面顶端B点的滑块以VB=2.1m/s的初速度向下做匀加速直线运动,经过一段时间后小球恰好能够以垂直斜面的方向击中滑块,已知A、B两点间高度差△h=0.2m,(小球和滑块均视为质点,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),
求:(1)小球从抛出到击中滑块所用的时间;
(2)小球下落的高度;
(3)滑块与斜面间的动摩擦因数.

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14.如图所示,有一回路处于竖直平面内,匀强磁场方向水平,且垂直于回路平面,当导体棒AC无初速释放后,(回路中两平行导轨足够长,导体棒与导轨接触良好且不计摩擦力)则(  )
A.AC受磁场阻力作用,以小于g的加速度匀加速下落
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C.AC加速下落,加速度逐渐减小趋向于零,速度逐渐增大趋向一个最大值
D.AC受到的磁场作用力越来越大,最后趋向于与重力平衡

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15.如图所示,光滑矩形斜面ABCD的倾角θ=30°,在其上放置一矩形金属框abcd,ab的边长l1=1m,bc的边长l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近,重物质量M=2kg,离地面高度为H=4.8m,斜面上efgh区域是有界匀强磁场,磁感应强度的大小为0.5T,方向垂直于斜面向上;已知AB到ef的距离为4.2m,ef到gh的距离为0.6m,gh到CD的距离为3.8m,取g=10m/s2,现让线框从静止开始运动(开始时刻,cd与AB边重合),求:
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(4)线框abcd在整个运动过程中产生的热量.

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