如图所示,弹簧下面挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上作振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长,弹簧在弹性限度内,则物体在振动过程中A.物体在最低点

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,弹簧下面挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上作振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长,弹簧在弹性限度内,则物体在振动过程中
A.物体在最低点时的弹力大小应为mg
B.弹簧的弹性势能和物体动能总和不变
C.弹簧的最大弹性势能等于2mgA
D.物体的最大动能应等于mgA

◎ 答案

C

◎ 解析


试题分析:据题意,物体的平衡位置在弹力F和重力G相等的位置,该位置合力为0 ,由于物体的振幅为A,则物体向上只能振动到平衡位置上方距离平衡位置为A的地方,该位置合力为G方向向下;据简谐振动的对称性,向下振动只能振动到距离平衡位置下方距离平衡位置为A的位置,此位置的合力也为G方向向上;如图所示:

所以物体在最低点时的弹力为F-G=G,即弹力F=2G,则A选项错误;由于物体只受到重力和弹力,所以整个系统(球和弹簧)机械能守恒,即物体的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和不变,所以B选项错误;当物体处于最低点时,弹性势能最大,从最高点到最低点,据动能定理有:WG-W=0,即弹性势能与重力势能变化相等,所以弹性势能变化为E=2mgA,所以C选项正确;物体的最大动能出现在平衡位置,从最高点到此平衡位置据机械能守恒定律有:E=E+EP+EK,而EP=mgA,由于K(2A)2/2=2mgA则E=KA2/2=mgA/2,所以EK=mgA/2,D选项错误。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,弹簧下面挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上作振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长,弹簧在弹性限度内,则物体在振动过程中A.物体在最低点…”主要考查了你对  【机械能守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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