問題詳情:
如圖所示,豎直光滑桿固定不動,*簧下端固定,將滑塊向下壓縮*簧至離地高度h=0.1m處,滑塊與*簧不拴接,現由靜止釋放滑塊,通過傳感器測量到滑塊的速度和離地高度h,並作出其Ek﹣h圖象,其中高度從0.2m上升到0.35m範圍內圖象為直線,其餘部分為曲線,以地面為零勢能面,g取10m/s2,由圖象可知( )
A.輕*簧原長為0.3m
B.小滑塊的質量為0.1kg
C.*簧最大**勢能為0.5J
D.小滑塊的重力勢能與*簧的**勢能總和最小為0.4J
【回答】
解:A、在Ek﹣h圖象中,圖線的斜率表示滑塊所受的合外力,由於高度從0.2m上升到0.35m範圍內圖象為直線,其餘部分為曲線,説明滑塊從0.2m上升到0.35m範圍內所受作用力為恆力,所示從h=0.2m,滑塊與*簧分離,故A錯誤;
B、在從0.2m上升到0.35m範圍內,圖線的斜率絕對值為:k=mg=2N,所以:m=0.2kg,故B錯誤;
C、根據能的轉化與守恆可知,當滑塊上升至最大高度時,增加的重力勢能即為*簧最大**勢能,
所以Epm=mg△h=0.2×10×(0.35﹣0.1)=0.5J,故C正確;
D、在滑塊整個運動過程中,系統的動能、重力勢能和**勢能之間相互轉化,因此動能最大時,滑塊的重力勢能與*簧的**勢能總和最小,根據能的轉化和守恆可知:
EPmm=E﹣Ekm=Epm+mgh0﹣Ekm=0.5+0.2×10×0.1﹣0.32=0.38J,故D錯誤;
故選:C
知識點:機械能守恆定律單元測試
題型:選擇題