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功能关系、能量转化和守恒定律
1.如图5-4-1 所示,一轻弹簧的左端固定,右端与一小球相连,小球处于光滑水平面上.现
对小球施加一个方向水平向右的恒力F,使小球从静止开始运动,则小球在向右运动的整个
过程中( ) .
图5-4-1
A .小球和弹簧组成的系统机械能守恒
B .小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大
C .小球的动能逐渐增大
D .小球的动能先增大然后减小
解析 小球在向右运动的整个过程中,力 F 做正功,由功能关系知小球和弹簧组成的系统
机械能逐渐增大,选项A 错误,B 正确;弹力一直增大,当弹力等于F 时,小球的速度最
大,动能最大,当弹力大于F 时,小球开始做减速运动,速度减小,动能减小,选项C 错
误,D 正确.
答案 BD
2 .如图5-4-2 所示,一表面光滑的木板可绕固定的水平轴O转动,木板从水平位置OA转
到OB位置的过程中,木板上重为5 N 的物块从靠近转轴的位置从静止开始滑到图中虚线所
示位置,在这一过程中,物块的重力势能减少了4 J .则以下说法正确的是( ) .
图5-4-2
A .物块的竖直高度降低了0.8 m
B .由于木板转动,物块下降的竖直高度必大于0.8 m
C .物块获得的动能为4 J
D .由于木板转动,物块的机械能必定增加
解析 由重力势能的表达式E =mgh,重力势能减少了4 J,而mg=5 N,故h=0.8 m,A
p
项正确、B项错误;木板转动,但是木板的支持力不做功,故物块机械能守恒,C项正确、
D项错误.
答案 AC
3.如图5-4-3所示,两物体A、B 用轻质弹簧相连,静止在光滑水平面上,现同时对A、B
两物体施加等大反向的水平恒力F 、F ,使A、B 同时由静止开始运动,在运动过程中,对
1 2
A、B两物体及弹簧组成的系统,正确的说法是(整个过程中弹簧不超过其弹性限度)( ).
图5-4-3
A.机械能守恒
B.机械能不断增加
C.当弹簧伸长到最长时,系统的机械能最大
D.当弹簧弹力的大小与F 、F 的大小相等时,A、B两物体速度为零
1 2
F-kx
解析 F 、F 加在A、B 上以后,A、B 向两侧做加速度a= 减小的加速运动.当F=
1 2 m
kx 时,加速度为零,速度达到最大,以 kx>F,A、B 向两侧做减速运动,至速度减为零
时,弹簧伸长到最长,从A、B开始运动到弹簧伸长到最长的过程中,F 、F 都一直做正功,
1 2
使系统的机械能增加.以后弹簧伸长量减小,F 、F 开始做负功,则系统的机械能减小.
1 2
答案 C
4.如图5-4-4所示,用手通过弹簧拉着物体沿光滑斜面上滑,下列说法正确的是( ).
图5-4-4
A.物体只受重力和弹簧的弹力作用,物体和弹簧组成的系统机械能守恒
B.手的拉力做的功,等于物体和弹簧组成的系统机械能的增加量
C.弹簧弹力对物体做的功,等于物体机械能的增加量
D.手的拉力和物体重力做的总功等于物体动能的增加量
解析 对于物体和弹簧组成的系统,当只有重力做功时机械能才守恒,手的拉力对系统做正
功,系统的机械能增大,由功能关系可知,A错,B对;对物体,弹簧弹力是外力,物体所
受外力中,除重力外只有弹簧弹力做功,因此弹簧弹力做的功等于物体机械能的增加量,C
对;手的拉力作用于弹簧,因此引起弹簧的形变而改变弹性势能,D 错.
答案 BC
5 .如图5-4-5 所示,光滑细杆AB、AC 在A 点连接,AB 竖直放置,
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