题文
如图,弹簧的一端固定在水平面上,另一端与质量为1 kg的小球相连,小球原来处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在小球上,使小球开始向上做匀加速直线运动,经0.2s 弹簧刚好恢复到原长,此时小球的速度为1 m/s,整个过程弹簧始终在弹性限度内,g 取10 m/s2。则
A.弹簧的劲度系数为l00 N/ m B.在0~0.2s 内拉力的最大功率为15WC.在0~0.2s 内拉力对小球做的功等于l.5JD.在0~0.2s 内小球和弹簧组成的系统机械能守恒
题型:未知 难度:其他题型
答案
AB
解析
由于小球的初速度为0,时间为0.2s,末速度为1m/s,且小球在这段时间内做的还是匀加速直线运动,故小球的加速度大小为a=
=5m/s2,这段时间内的位移为x=
=0.1m;
故弹簧的劲度系数为k=
=100N/m,A是正确的;在0~0.2s 内拉力的最大功率就是在0.2s末的时刻,因为拉力最大,其运动的速度也最大,设此时的拉力为F,则由牛顿第二定律可得:F-mg=ma,解之得F=15N,故拉力的最大功率为P=Fv=15N×1m/s=15W,B也是正确的;
欲求在0~0.2s 内拉力对小球做的功,由于该拉力是变化的,故我们应该用动能定理来解,设拉力做的功为W,弹簧的弹力做的功为W弹=
,重力做的功为W重=-mgx=-1kg×10N/kg×0.1m=-1J,故W+W弹+W重=
,代入数据解之得W=1J,故C是不对的;
由于在这段时间内系统有外力F在做功,故小球和弹簧组成的系统机械能不守恒,D不对。
考点
据考高分专家说,试题“如图,弹簧的一端固定在水平面上,另一端与.....”主要考查你对 [弹力的产生、方向和种类 ]考点的理解。
弹力的产生、方向和种类
弹力:
1.定义:发生系形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力
2.产生条件:
①物体间直接接触
②接触面发生形变
3.产生原因:施力物体发生了形变
4.施力物体和受力物体:弹力的施力物体是发生形变的物体,受力物体是使它发生形变的物体
5.大小:弹力的大小与形变的大小有关,形变越大,产生的弹力越大;形变消失,弹力也就消失
6.方向:与受力物体形变的方向相同,与施力物体形变的方向相反
7.作用点:在接触点或接触面上





