题目
铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中,可视为质点的铯原子团在激光的推动下,获得一定的初速度。随后激光关闭,铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动,到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度v或加速度a随时间t变化的图像是( )A. y↑-|||-tB. y↑-|||-tC. y↑-|||-tD. y↑-|||-t
铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中,可视为质点的铯原子团在激光的推动下,获得一定的初速度。随后激光关闭,铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动,到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度v或加速度a随时间t变化的图像是( )
- A.
- B.
- C.
- D.
题目解答
答案
解:激光关闭后铯原子做竖直上抛运动,因此铯原子团先向上做匀减速运动,接着向下做匀加速运动,加速度都为重力加速度,方向竖直向下,故D正确,ABC错误;
故选:D。
故选:D。
解析
步骤 1:分析铯原子团的运动
铯原子团在激光关闭后,仅在重力作用下做竖直上抛运动,这意味着它先向上做匀减速运动,然后到达最高点后向下做匀加速运动。由于重力加速度是恒定的,加速度的大小和方向在整个过程中保持不变,方向始终向下。
步骤 2:确定速度随时间变化的规律
在竖直上抛运动中,铯原子团的速度随时间先减小到零(最高点),然后反向增加。因此,速度v随时间t的变化图像是先减小到零,然后反向增加,形成一个对称的V形曲线。
步骤 3:确定加速度随时间变化的规律
由于铯原子团仅受重力作用,加速度a在整个运动过程中保持不变,大小为重力加速度g,方向向下。因此,加速度a随时间t的变化图像是一个恒定的负值,表示为一条平行于时间轴的直线。
铯原子团在激光关闭后,仅在重力作用下做竖直上抛运动,这意味着它先向上做匀减速运动,然后到达最高点后向下做匀加速运动。由于重力加速度是恒定的,加速度的大小和方向在整个过程中保持不变,方向始终向下。
步骤 2:确定速度随时间变化的规律
在竖直上抛运动中,铯原子团的速度随时间先减小到零(最高点),然后反向增加。因此,速度v随时间t的变化图像是先减小到零,然后反向增加,形成一个对称的V形曲线。
步骤 3:确定加速度随时间变化的规律
由于铯原子团仅受重力作用,加速度a在整个运动过程中保持不变,大小为重力加速度g,方向向下。因此,加速度a随时间t的变化图像是一个恒定的负值,表示为一条平行于时间轴的直线。