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平地面上,一质量为m的小球,
从离弹簧上端高h处由静止释放.某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程,他以小球开始下
落的位置为原点,沿竖直向下方向建立坐标轴Ox,作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系
如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度为g以下判断正确的是
A.当x=h+2x0时,小球的动能最小B.最低点的坐标x=h+2x0C.当x=h+2x0时,小球的加速度为-g,且弹力为2mgD.小球动能的最大值为mgh+mg2x0【答案】CD【解析】由图乙可知mg=kx0,解得x0=mkg,由F-x图线与横轴所围图形的面积表示弹力所做的功,则有W弹=12kx-h2,由动能定理得mgx-12kx-h2=0,即mgx-2mxg0x-h2=0,解得x=h+x01+1+2xh0,故最低点坐标不是h+2x0,且此处动能不是最小,故A、B错误;由图可知,mg=kx0,由对称性可知当x=h+2x0时,小球加
f速度为-g,且弹力为2mg,故C正确;小球在x=h+x0处时,动能有最大值,根据动能定理有mgh+x0+W弹=Ekm-0,依题可得W弹=-12mgx0,所以Ekm=mgh+12mgx0,故D正确。
32018全国卷Ⅰ18如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2R;bc是半径为R的四分之一圆弧,与ab相切于b点.一质量为m的小球,始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动.重力加速度大小为g小球从a点开始运动到其轨迹最高点,机械能的增量为
A.2mgR
B.4mgR
C.5mgR
D.6mgR
【答案】C
【解析】小球从a运动到c,根据动能定理,得F3R-mgR=12mv21,又F=mg,故v1=2gR,小球离开c点在竖直方向做竖直上抛运动,水平方向做初速度为零的匀加速直线运动.且水平方向与竖直方向的加速度大小相等,
都为g,故小球从c点到最高点所用的时间t=vg1=2Rg,水平位移x=12gt2=2R,根据功能关系,小球从a点到轨迹最高点机械能的增量为力F做的功,即ΔE=F2R+R+x=5mgR。
42018江苏卷7多选如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位
置.物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点.在从A到B的过程中,物块
A.加速度先减小后增大B.经过O点时的速度最大C.所受弹簧弹力始终做正功D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功【答案】AD【解析】A对,B错:由A点开始运动时,F弹Ff,合力向右,小物块向右加速运动,弹簧压缩量逐渐减小,F弹减小,由F弹-Ff=ma知,a减小;当运动到F弹=Ff时,a减小为r
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