2.如图所示,两质量不相同的小球A、B(mA>mB),分别用线悬在等高的O1、O2点,A球的悬线比B球的长,把两球的悬线均拉到水平位置后将小球无初速度释放,则经过最低点时(以悬点为零势能点)( )
A.A球的速度等于B球的速度
B.A球的动能大于B球的动能
C.A球的机械能小于B球的机械能
D.A球的机械能大于B球的机械能
B [初始时刻,两球的动能和势能均为0,运动过程中只有重力做功,机械能守恒,所以到达最低点时,两球获得的动能分别等于各自重力势能的减少量,由Ek=mgl,知A球的动能大于B球的动能,故B项正确。]
3.如图所示,在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被一细线拴在墙上,小球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧。当烧断细线时,小球被弹出,小球落地时的速度方向与水平方向成60°角,则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g=10 m/s2)( )
A.10 J B.15 J C.20 J D.25 J
A [由2gh=v-0得:vy=,即vy= m/s,落地时,tan 60°=可得:v0== m/s,由机械能守恒定律得Ep=mv,可求得:Ep=10 J,故A正确。]
4.(2021·江苏南通月考)图甲为竖直固定在水平面上的轻弹簧,t0时刻,将一小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出此过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示,不计空气阻力,则( )
甲 乙
A.t1时刻小球的动能最大
B.t2~t3过程小球做加速运动
C.t2时刻小球加速度大于g
D.t3时刻弹簧的弹性势能与小球动能之和最小
C [当弹簧弹力等于小球重力时小球的动能最大,t1时刻弹力为0,t1时刻小球的动能不是最大,A错误;当弹簧弹力等于小球重力时小球的动能最大,因此t2~t3过程小球先做加速运动后做减速运动,B错误;t2时刻弹簧的压缩量最大,小球受到的弹力最大,处于最低点,合力向上;由运动的对称性可知,小球与弹簧接触后,向下做加速运动的时间小于小球做减速运动的时间,可知小球在最低点受到的弹力大于2倍的重力,所以小球在最低点的加速度大于重力加速度g,C正确;当小球上升至最高点时,重力势能最大,由能量守恒定律可得,此时弹簧的弹性势能与小球动能之和最小,而t3时刻弹簧弹力为0,小球恰好离开弹簧,由题意可小球仍会上升一段距离至抛出点,故此时刻小球的重力势能不是最大值,弹簧的弹性势能与小球动能之和不是最小,D错误。]