选择题3.0分
物理

5.如图所示,竖直光滑杆固定不动,套在杆上的弹簧下端固定,将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处,滑块与弹簧不拴接。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并作出滑块的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,取g =10m/s2,由图象可知(    )

A

小滑块的质量为2kg

B

轻弹簧原长为0.16m

C

弹簧最大弹性势能为0.5J

D

小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.4J

考察知识点

  • 弹性势能
  • 机械能守恒定律

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正确答案及相关解析

正确答案

C

解析

本题属于机械能守恒定律的基础内容,A选项,根据图像给出的信息,mg0.2+0.3=mg0.35物块质量m=0.2kg。

B选项,由图像可知,当物块离地高度为0.2m时物块仅受重力作用。所以弹簧原长0.2m

C选项,弹簧最大弹性势能等于mg(0.35-0.1)=0.5J正确

D选项,小物块和弹簧构成的系统机械能守恒,当动能最大时,物块的重力势能和弹簧的弹性势能总和最小,为0.5J+0.2J-0.32J=0.38J。错误

考查方向

本题主要考查弹簧和物块组成的系统机械能守恒的基本情况,分析运动过程中的能量转化问题。

解题思路

由题意可知,由静止释放滑块后,滑块开始做加速度减小的加速运动,当重力等于弹簧弹力时做加速度增大的减速运动,弹簧回复原长后,物块做加速度为g的匀减速直线运动。

易错点

不能结合图像分析物体运动的整个过程,进而分析运动过程中的能量转化。

知识点

弹性势能 机械能守恒定律