【題目】如圖甲所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上端固定，下端連接質(zhì)量為m的小物塊。以小物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以豎直向下為正方向建立坐標(biāo)軸Ox�，F(xiàn)將小物塊向上托起，使彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)將小物塊由靜止釋放，小物塊在豎直方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且彈簧始終在彈性限度內(nèi)。

(1)以小物塊經(jīng)過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程為例，通過(guò)推導(dǎo)說(shuō)明小物塊的運(yùn)動(dòng)是否為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；

(2)求小物塊由最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，重力勢(shì)能的變化量ΔEP1、彈簧彈性勢(shì)能的變化量ΔEP2；

(3)在圖乙中畫(huà)出由最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，小物塊的加速度a隨x變化的圖象，并利用此圖象求出小物塊向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度。

【答案】(1)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；(2)；；(3) ；

【解析】

(1)設(shè)小物塊位于平衡位置時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為，則有

可得

小物塊運(yùn)動(dòng)到平衡位置下方處，受力如圖所示

此時(shí)彈簧彈力大小為

小物塊所受合力為

即小物塊所受合力與其偏離平衡位置的位移大小成正比，方向相反，說(shuō)明小物塊的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；

(2)根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性的特點(diǎn)，小物塊由最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，下降的高度為，重力勢(shì)能的變化量為

根據(jù)機(jī)械能守恒定律得

其中

解得彈簧彈性勢(shì)能的變化量為

(3)由最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，小物塊的加速度隨變化的圖象如圖所示

當(dāng)時(shí)小物塊的速度最大，設(shè)合外力做功為，根據(jù)圖中圖線（或）與橫軸所圍面積得

根據(jù)

可得小物塊向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：

A．小燈泡（3.8V，0.3A）

B．滑動(dòng)變阻器（5Ω，2A）

C．電流表（0~0.5A，內(nèi)阻約0.4Ω）

D．電壓表（0~5V，內(nèi)阻約10kΩ）

E．開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干

（1）為實(shí)驗(yàn)測(cè)量誤差盡可能小，電流表應(yīng)選用________（填“內(nèi)”或“外”）接法；

（2）為使小燈泡兩端電壓從零開(kāi)始連續(xù)變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用__________（填“限流式”或“分壓式”）接法；

（3）綜上所述，應(yīng)選擇下圖中的_______電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

（4）利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出了如乙圖所示的小燈泡伏安特性曲線。圖中，坐標(biāo)原點(diǎn)O到P點(diǎn)連線的斜率表示______，P點(diǎn)橫縱坐標(biāo)的乘積表示______。則根據(jù)此圖給出的信息可知，隨著小燈泡兩端電壓的升高，小燈泡的電阻______（填“變大”、“變小”或“不變”）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】假如一做圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來(lái)的2倍，仍做圓周運(yùn)動(dòng)．則（ ）

A. 根據(jù)公式，可知衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度將增大到原來(lái)的2倍

B. 根據(jù)公式，可知衛(wèi)星所受的向心力將減小到原來(lái)的1／2

C. 根據(jù)公式，可知地球提供的向心力將減小到原來(lái)的l／4

D. 根據(jù)公式T=2πr/V,可知衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)周期變?yōu)樵瓉?lái)2倍

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】學(xué)習(xí)物理知識(shí)可以幫助我們分析一些生活中的實(shí)際問(wèn)題。如圖所示，某地鐵出站口處設(shè)有高約5m的步行樓梯和自動(dòng)扶梯，步行樓梯每級(jí)臺(tái)階的高度約0.2m，自動(dòng)扶梯與水平面間的夾角為30°，并以0.8m/s的速度勻速運(yùn)行。甲、乙兩位同學(xué)分別從步行樓梯和自動(dòng)扶梯的起點(diǎn)同時(shí)上樓，甲在步行樓梯上勻速上行，乙在自動(dòng)扶梯上站立不動(dòng)。若他倆同時(shí)到達(dá)地面層。下列估算正確的是（　�。�

A.甲同學(xué)步行上樓梯用時(shí)6.25s

B.甲同學(xué)的上行速度等于0.4m/s

C.甲同學(xué)豎直方向分速度為1.6m/s

D.甲同學(xué)每秒鐘需要上兩級(jí)臺(tái)階

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中為固定橡皮條的圖釘，為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，和為細(xì)繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖．

（1）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是______

A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．等效替代法

C．控制變量法 D．建立物理模型法

（2）圖乙中的F與F′ 兩力中，方向一定沿著AO方向的是__________

（3）在實(shí)驗(yàn)中為了獲得多組數(shù)據(jù)，保持OB繩拉力的方向不變，增大拉力F1，改變OC繩的拉力F2，使得結(jié)點(diǎn)O拉至圖示位置不變，下列選項(xiàng)符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是_______

A．OC繩的拉力F2增大，∠BOC的角度不變

B．OC繩的拉力F2不變，∠BOC的角度減小

C．OC繩的拉力F2減小，∠BOC的角度不變

D．OC繩的拉力F2增大，∠BOC的角度增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,A和B為豎直放置的平行金屬板,在兩極板間用絕緣線懸掛一帶電小球；開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合且滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P在a處,此時(shí)絕緣線向右偏離豎直方向電源的內(nèi)阻不能忽略下列判斷不正確的是( )

A.小球帶正電

B.當(dāng)滑動(dòng)頭從a向b滑動(dòng)時(shí),小球細(xì)線的偏角變大

C.當(dāng)滑動(dòng)頭從a向b滑動(dòng)時(shí),電源的輸出功率一定變大

D.當(dāng)滑動(dòng)頭從a向b滑動(dòng)時(shí),電流表中有電流,方向從N到M

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示電路中的小燈泡通電后其兩端電壓U隨所通過(guò)的電流I變化的圖線如圖乙所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線的切線，PM為U軸的垂線，PQ為I軸的垂線，下列說(shuō)法中正確的是

A.隨著所通電流的增大，小燈泡的電阻增大

B.對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為

C.若在電路甲中燈泡L兩端的電壓為U1，則電阻R兩端的電壓為I1R

D.對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（1）在做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，讓小車在鉤碼牽引下運(yùn)動(dòng)時(shí)是：A.先通電 B.先放手?__________（填“A”或“B”）

（2）在實(shí)驗(yàn)得到紙帶上確定七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G，如圖所示，每?jī)蓚�(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有一個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出來(lái)，測(cè)得CD間的距離為x3=5.20cm，DE間的距離為x4=5.99cm，F(xiàn)G間的距離為x6=7.62cm

①根據(jù)x3和x4計(jì)算D點(diǎn)的瞬時(shí)速度vD=_________m/s（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

②對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判別式△x=aT2可推廣到不相鄰的兩段相等時(shí)間內(nèi)的位移差：,（n,m表示不為0的自然數(shù)，如1,2,3……，n>m）試用此推廣式，利用已知的x3和x6，粗略求小車的加速度a=__________m/s2(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

③某同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)求小車加速度

方法A：運(yùn)用△x=aT2，由，，…，，求平均值

方法B：運(yùn)用，由，，，求平均值.方法A求得加速度的最終表達(dá)式為=___________________ ；方法B求得加速度的最終表達(dá)式為 =____________________。為使每段位移都用到，減小偶然誤差，選擇___________方法（填“A”或“B”）更合理。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一物體在共點(diǎn)力F1、F2、F3、F4四力作用下保持平衡，已知F3=10N，現(xiàn)將F3順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，此時(shí)物體受到的合力是（ ）

A.0B.NC.ND.10N

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同步練習(xí)冊(cè)答案