精英家教網(wǎng)如圖甲所示,平行于斜面的輕彈簧,勁度系數(shù)為k,一端固定在在傾角為θ 的斜面底端,另一端與Q物塊連接,P、Q質量均為m,斜面光滑且固定在水平面上,初始時物塊均靜止.現(xiàn)用平行于斜面向上的力F拉物塊P,使P做加速度為a的勻加速運動,兩個物塊在開始一段時間內的v-t圖象如圖乙所示(重力加速度為g),則下列說法不正確的是(  )
A、平行于斜面向上的拉力F一直增大
B、外力施加的瞬間,P、Q間的彈力大小為m(gsinθ-a)
C、從O開始到t1時刻,彈簧釋放的彈性勢能為
1
2
mv12
D、t2時刻彈簧恢復到原長,物塊Q達到速度最大值
分析:在PQ兩物體沒有分離前,由牛頓第二定律可知,拉力在增大,當分離后,根據(jù)加速度可知,拉力不變;根據(jù)牛頓第二定律,結合受力分析,即可求解施加外力瞬間兩物體間的彈力大。挥蓜幽芏ɡ,可求出從O開始到t1時刻,彈簧釋放的彈性勢能;當t2時刻,物塊Q達到速度最大值,則加速度為零,因此彈簧對Q有彈力作用.
解答:解:A、由圖讀出,t1時刻P、Q開始分離,在分離前,兩物體做勻加速運動,因彈簧的彈力減小,而合力又不變,則拉力一直增大,當分離后,P仍做勻加速運動,則拉力大小不變,故A錯誤;
B、外力施加的瞬間,對P、Q整體,根據(jù)牛頓第二定律得:F-2mgsinθ+kx=2ma,得F=2mgsinθ-kx+2ma,則知開始時F最小,此時有:2mgsinθ=kx,得F的最小值為 F=2ma,
對P受力分析,根據(jù)牛頓第二定律和胡克定律得:F+F-mgsinθ=ma,則得:F=mgsinθ-ma,故B正確.
C、從O開始到t1時刻,根據(jù)動能定理,則有WF+W+WG=
1
2
mv12-0,彈簧釋放的彈性勢能不等于
1
2
mv12故C錯誤.
D、當t2時刻,物塊Q達到速度最大值,則加速度為零,因此彈簧對Q有彈力作用,沒有達到原長,故D錯誤.
本題選擇錯誤的,故選:ACD.
點評:從受力角度看,兩物體分離的條件是兩物體間的正壓力為0.從運動學角度看,一起運動的兩物體恰好分離時,兩物體在沿斜面方向上的加速度和速度仍相等.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

如圖甲所示,長方形金屬框abcd(下面簡稱方框),各邊長度為ac=bd=
l
2
、ab=cd=l,方框外側套著一個內側壁長分別為
l
2
及l(fā)的U型金屬框架MNPQ(下面簡稱U型框),U型框與方框之間接觸良好且無摩擦.兩個金屬框的質量均為m,PQ邊、ab邊和cd邊的電阻均為r,其余各邊電阻可忽略不計.將兩個金屬框放在靜止在水平地面上的矩形粗糙絕緣平面上,將平面的一端緩慢抬起,直到這兩個金屬框都恰能在此平面上勻速下滑,這時平面與地面的夾角為θ,此時將平面固定構成一個傾角為θ的斜面.已知兩框與斜面間的最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力.在斜面上有兩條與其底邊垂直的、電阻可忽略不計,且足夠長的光滑金屬軌道,兩軌道間的寬度略大于l,使兩軌道能與U型框保持良好接觸,在軌道上端接有電壓傳感器并與計算機相連,如圖乙所示.在軌道所在空間存在垂直于軌道平面斜向下、磁感強度大小為B的勻強磁場.

(1)若將方框固定不動,用與斜面平行,且垂直PQ邊向下的力拉動U型框,使它勻速向下運動,在U形框與方框分離之前,計算機上顯示的電壓為恒定電壓U0,求U型框向下運動的速度多大;
(2)若方框開始時靜止但不固定在斜面上,給U型框垂直PQ邊沿斜面向下的初速度v0,如果U型框與方框最后能不分離而一起運動,求在這一過程中電流通過方框產生的焦耳熱;
(3)若方框開始時靜止但不固定在斜面上,給U型框垂直PQ邊沿斜面向下的初速度3v0,U型框與方框將會分離.求在二者分離之前U型框速度減小到2v0時,方框的加速度.
注:兩個電動勢均為E、內阻均為r的直流電源,若并聯(lián)在一起,可等效為電動勢仍為E,內電阻為
r
2
的電源;若串聯(lián)在一起,可等效為電動勢為2E,內電阻為2r的電源.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖甲所示,質量為m=1kg的物體置于傾角為θ=37°的固定且足夠長的斜面上,對物體施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s時撤去拉力,物體運動的部分v-t圖象如圖乙所示.試求:
(1)物體沿斜面上滑的最大位移.
(2)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ及拉力F的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,質量為m=1kg的物體置于傾角為θ=37°的固定且足夠長的斜面上,對物體施以平行于斜面向上的拉力F,t1=5s時撤去拉力,物體運動的v-t圖象如圖乙所示.試求:(g取10m/s2,sin37°=0.6)
精英家教網(wǎng)
(1)拉力F的大。
(2)t=8s時物體的物體x的大小.

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科目:高中物理 來源:2013屆四川省樹德中學高三下學期三月月考物理試卷(帶解析) 題型:計算題

(20分)如圖甲所示,平行金屬板PQ、MN水平地固定在地面上方的空間,金屬板長 L=20cm,兩板間距d=10cm,兩板間的電壓UMP=100V。在距金屬板M端左下方某位置有一粒子源A,從粒子源斜向右上連續(xù)發(fā)射速度相同的帶電粒子,發(fā)射速度方向與豎直方向成300夾角,射出的帶電粒子在空間通過一垂直于紙面向里的磁感應強度B=0.01T的正三角形區(qū)域勻強磁場(圖中未畫出)后,恰好從金屬板 PQ左端的下邊緣水平進入兩金屬板間,帶電粒子在電場力作用下恰好從金屬板MN的右邊緣飛出。已知帶電粒子的比荷=2.0×106C/kg,粒子重力不計,(計算結果可用根號表示)。求:
(1)帶電粒子的電性及射入電場時的速度大。
(2)正三角形勻強磁場區(qū)域的最小面積;
(3)若兩金屬板間改加如圖乙所示的電壓,在哪些時刻進入兩金屬板間的帶電粒子不碰到極板而能夠飛出兩板間。

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科目:高中物理 來源:2012-2013學年四川省高三下學期三月月考物理試卷(解析版) 題型:計算題

(20分)如圖甲所示,平行金屬板PQ、MN水平地固定在地面上方的空間,金屬板長 L=20cm,兩板間距d=10cm,兩板間的電壓UMP=100V。在距金屬板M端左下方某位置有一粒子源A,從粒子源斜向右上連續(xù)發(fā)射速度相同的帶電粒子,發(fā)射速度方向與豎直方向成300夾角,射出的帶電粒子在空間通過一垂直于紙面向里的磁感應強度B=0.01T的正三角形區(qū)域勻強磁場(圖中未畫出)后,恰好從金屬板 PQ左端的下邊緣水平進入兩金屬板間,帶電粒子在電場力作用下恰好從金屬板MN的右邊緣飛出。已知帶電粒子的比荷=2.0×106C/kg,粒子重力不計,(計算結果可用根號表示)。求:

(1)帶電粒子的電性及射入電場時的速度大;

(2)正三角形勻強磁場區(qū)域的最小面積;

(3)若兩金屬板間改加如圖乙所示的電壓,在哪些時刻進入兩金屬板間的帶電粒子不碰到極板而能夠飛出兩板間。

 

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