如图所示,竖直光滑杆固定不动,*簧下端固定,将滑块向下压缩*簧至离地高度h=0.1m处,滑块与*簧不拴接,现由...
问题详情:
如图所示,竖直光滑杆固定不动,*簧下端固定,将滑块向下压缩*簧至离地高度h=0.1m处,滑块与*簧不拴接,现由静止释放滑块,通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h,并作出其Ek﹣h图象,其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线,其余部分为曲线,以地面为零势能面,g取10m/s2,由图象可知( )
A.轻*簧原长为0.3m
B.小滑块的质量为0.1kg
C.*簧最大**势能为0.5J
D.小滑块的重力势能与*簧的**势能总和最小为0.4J
【回答】
解:A、在Ek﹣h图象中,图线的斜率表示滑块所受的合外力,由于高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线,其余部分为曲线,说明滑块从0.2m上升到0.35m范围内所受作用力为恒力,所示从h=0.2m,滑块与*簧分离,故A错误;
B、在从0.2m上升到0.35m范围内,图线的斜率绝对值为:k=mg=2N,所以:m=0.2kg,故B错误;
C、根据能的转化与守恒可知,当滑块上升至最大高度时,增加的重力势能即为*簧最大**势能,
所以Epm=mg△h=0.2×10×(0.35﹣0.1)=0.5J,故C正确;
D、在滑块整个运动过程中,系统的动能、重力势能和**势能之间相互转化,因此动能最大时,滑块的重力势能与*簧的**势能总和最小,根据能的转化和守恒可知:
EPmm=E﹣Ekm=Epm+mgh0﹣Ekm=0.5+0.2×10×0.1﹣0.32=0.38J,故D错误;
故选:C
知识点:机械能守恒定律单元测试
题型:选择题