Question

如图甲所示，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处，滑块与弹簧不拴接。现由静止释放滑块，通过传感器测量出滑块的速度和离地高度并作出如图乙所示滑块的图象，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，不计空气阻力，取，由图象可知（　　）

A.小滑块的质量为0.1kg

B.轻弹簧原长为0.2m

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

Answer

BC

【解析】

A．在从0.2m上升到0.35m范围内，△Ek=△EP=mg△h，图线的斜率绝对值为：

所以：

m=0.2kg

故A错误；

B．在Ek-h图象中，图线的斜率表示滑块所受的合外力，由于高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，说明滑块从0.2m上升到0.35m范围内所受作用力为恒力，所示从h=0.2m，滑块与弹簧分离，弹簧的原长的0.2m。故B正确；

C．根据能的转化与守恒可知，当滑块上升至最大高度时，增加的重力势能即为弹簧最大弹性势能，所以

Epm=mg△h=0.2×10×（0.35-0.1）=0.5J

故C正确；
D．由图可知，当h=0.18m时的动能最大；在滑块整个运动过程中，系统的动能、重力势能和弹性势能之间相互转化，因此动能最大时，滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小，根据能的转化和守恒可知

EPmin=E-Ekm=Epm+mgh-Ekm=0.5+0.2×10×0.1-0.32=0.38J

故D错误；

故选BC。