如圖所示,彈簧下面掛一質(zhì)量為m的物體,物體在豎直方向上作振幅為A的簡諧運(yùn)動(dòng),當(dāng)物體振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),彈簧正好為原長,彈簧在彈性限度內(nèi),則物體在振動(dòng)過程中

A.物體在最低點(diǎn)時(shí)的彈力大小應(yīng)為mg
B.彈簧的彈性勢能和物體動(dòng)能總和不變
C.彈簧的最大彈性勢能等于2mgA
D.物體的最大動(dòng)能應(yīng)等于mgA

C

解析試題分析:據(jù)題意,物體的平衡位置在彈力F和重力G相等的位置,該位置合力為0 ,由于物體的振幅為A,則物體向上只能振動(dòng)到平衡位置上方距離平衡位置為A的地方,該位置合力為G方向向下;據(jù)簡諧振動(dòng)的對(duì)稱性,向下振動(dòng)只能振動(dòng)到距離平衡位置下方距離平衡位置為A的位置,此位置的合力也為G方向向上;如圖所示:

所以物體在最低點(diǎn)時(shí)的彈力為F-G=G,即彈力F=2G,則A選項(xiàng)錯(cuò)誤;由于物體只受到重力和彈力,所以整個(gè)系統(tǒng)(球和彈簧)機(jī)械能守恒,即物體的動(dòng)能、重力勢能和彈簧的彈性勢能之和不變,所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)物體處于最低點(diǎn)時(shí),彈性勢能最大,從最高點(diǎn)到最低點(diǎn),據(jù)動(dòng)能定理有:WG-W=0,即彈性勢能與重力勢能變化相等,所以彈性勢能變化為E=2mgA,所以C選項(xiàng)正確;物體的最大動(dòng)能出現(xiàn)在平衡位置,從最高點(diǎn)到此平衡位置據(jù)機(jī)械能守恒定律有:E=E+EP+EK,而EP=mgA,由于K(2A)2/2=2mgA則E=KA2/2=mgA/2,所以EK=mgA/2,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
考點(diǎn):本題考查對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解和簡諧運(yùn)動(dòng)的理解。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:單選題

質(zhì)量相同的兩個(gè)小球,分別用長為L和2L的細(xì)繩懸掛在天花板上,如圖所示,分別拉起小球使線伸直呈水平狀態(tài),然后輕輕釋放,當(dāng)小球到達(dá)最低位置時(shí)

A.兩球運(yùn)動(dòng)的線速度相等
B.兩球運(yùn)動(dòng)的角速度相等
C.兩球運(yùn)動(dòng)的加速度均為3g
D.細(xì)繩對(duì)兩球的拉力均為3mg

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

半徑為r和R(r<R)的光滑半圓形槽,其圓心均在同一水平面上,如圖所示,質(zhì)量相等的兩物體(可看成質(zhì)點(diǎn))分別自半圓形槽左邊緣的最高點(diǎn)無初速地釋放,在下滑過程中關(guān)于兩物體的說法,不正確的是 

A.機(jī)械能均逐漸減小
B.經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等
C.兩球在最低點(diǎn)加速度大小不等
D.機(jī)械能總是相等的

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

光滑地面上有兩個(gè)質(zhì)量均為m的物體A和B,它們中間栓接一輕彈簧并處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)在突然給A物體一水平向右的初速度v0,那么在以后的運(yùn)動(dòng)中(彈簧形變處于彈性范圍內(nèi))說法正確的是

A.彈簧彈性勢能最大時(shí)A、B共速;
B.系統(tǒng)動(dòng)能最小時(shí)彈簧處于原長狀態(tài);
C.彈簧被壓縮最短與拉伸最長時(shí)的彈性勢能一樣大;
D.物體A有可能速度反向向左。

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,用長為l的繩子一端系著一個(gè)質(zhì)量為m的小球,另一端固定在O點(diǎn),拉小球至A點(diǎn),此時(shí)繩偏離豎直方向θ,松手后小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速率為(   )(空氣阻力不計(jì))

A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,物體A靜止在光滑的水平面上,A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧,與A質(zhì)量相等的物體B以速度v向A運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞,A、B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng),則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)能損失最大的時(shí)刻是

A.A開始運(yùn)動(dòng)時(shí)
B.A的速度等于v時(shí)
C.B的速度等于零時(shí)
D.A和B的速度相等時(shí)

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上,那么小球從接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短的過程中(彈簧保持豎直),下列關(guān)于能的敘述正確的是 

A.彈簧的彈性勢能不斷增大
B.小球的動(dòng)能先增大后減小
C.小球的重力勢能先增大后減小
D.小球的機(jī)械能總和先增大后減小

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如右圖所示,一輕繩通過無摩擦的小定滑輪O與小球B連接,另一端與套在光滑豎直桿上的小物塊A連接,桿兩端固定且足夠長,物塊A由靜止從圖示位置釋放后,先沿桿向上運(yùn)動(dòng). 設(shè)某時(shí)刻物塊A運(yùn)動(dòng)的速度大小為vA,小球B運(yùn)動(dòng)的速度大小為vB,輕繩與桿的夾角為θ,則

A.vA=vBcosθ
B.vB=vAcosθ
C.小球B減小的勢能等于物塊A增加的動(dòng)能
D.當(dāng)物塊A上升到與滑輪等高時(shí),它的機(jī)械能最大

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

一根長為l且不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩,一端固定于O點(diǎn),另一端拴一質(zhì)量為m的小球,F(xiàn)將小球拉至細(xì)繩沿水平方向繃緊的狀態(tài),由靜止釋放小球,如圖所示。若不考慮空氣阻力的作用,重力加速度為g,則小球擺到最低點(diǎn)A時(shí)的速度大小為        ,此時(shí)繩對(duì)小球的拉力大小為        。

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