精英家教網(wǎng)如圖所示,水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與小物塊相連. 彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)物塊位于O點(diǎn)(圖中未標(biāo)出). 物塊的質(zhì)量為m,AB=a,物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ. 現(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點(diǎn)拉至A點(diǎn),拉力做的功為W. 撤去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng),經(jīng)O點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零. 重力加速度為g. 則上述過(guò)程中( 。
分析:到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為0,但加速度不一定是零,即不一定合力為0,這是此題的不確定處.彈簧作阻尼振動(dòng),如果接觸面摩擦系數(shù)μ很小,則動(dòng)能為最大時(shí)時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量。ù藭r(shí)彈力等于摩擦力μmg),而彈簧振幅變化將很小,B點(diǎn)彈簧伸長(zhǎng)大于動(dòng)能最大點(diǎn);如果μ較大,則動(dòng)能最大時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量較大,(因彈力等于摩擦力,μ較大,摩擦力也較大,同一個(gè)彈簧,則需要較大伸長(zhǎng)量,彈力才可能與摩擦力平衡),而此時(shí)振幅變化很大,即振幅將變小,則物塊將可能在離O點(diǎn)很近處,就處于靜止(速度為0,加速度也為0),此時(shí)B點(diǎn)伸長(zhǎng)量可能小于動(dòng)能最大時(shí)伸長(zhǎng)量,B點(diǎn)勢(shì)能可能小于動(dòng)能最大處勢(shì)能.至于物塊在A點(diǎn)或B點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能,由功能關(guān)系和動(dòng)能定理分析討論即可.
解答:解:A、如果沒(méi)有摩擦力,則O點(diǎn)應(yīng)該在AB中間,由于有摩擦力,物體從A到B過(guò)程中機(jī)械能損失,故無(wú)法到達(dá)沒(méi)有摩擦力情況下的B點(diǎn),也即O點(diǎn)靠近B點(diǎn).故OA
a
2
,此過(guò)程物體克服摩擦力做功大于
1
2
μmga
,故A錯(cuò)誤
B、由A分析得物塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終停在B點(diǎn),路程大于a+
a
2
=
3a
2
,故整個(gè)過(guò)程物體克服阻力做功大于
3
2
μmga
,故物塊在B點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能小于W-
3
2
μmga
,故B正確
C、從O點(diǎn)開(kāi)始到再次到達(dá)O點(diǎn),物體路程大于a,故由動(dòng)能定理得,物塊的動(dòng)能小于W-μmga,故C正確
D、物塊動(dòng)能最大時(shí),彈力等于摩擦力,而在B點(diǎn)彈力與摩擦力的大小關(guān)系未知,故物塊動(dòng)能最大時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量與物塊在B點(diǎn)時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量大小未知,故此兩位置彈性勢(shì)能大小關(guān)系不好判斷,故D錯(cuò)誤
故選BC
點(diǎn)評(píng):利用反證法得到而得到O點(diǎn)并非AB連線(xiàn)的中點(diǎn)是很巧妙的,此外要求同學(xué)對(duì)功能關(guān)系和動(dòng)能定理理解透徹
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,水平桌面上的A點(diǎn)處有一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出,不計(jì)空氣阻力,當(dāng)它到達(dá)B點(diǎn)時(shí),以地面為零勢(shì)能面,其機(jī)械能的表達(dá)式正確的是( 。
A、
1
2
m
v
2
0
+mgH
B、
1
2
m
v
2
0
+mgh
C、mgH-mgh
D、
1
2
m
v
2
0
+mg(H-h)

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科目:高中物理 來(lái)源:2013年江蘇省揚(yáng)州市學(xué)業(yè)水平測(cè)試模擬物理試卷(二)(帶解析) 題型:單選題

如圖所示,水平桌面上的A點(diǎn)處有一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出,不計(jì)空氣阻力,當(dāng)它到達(dá)B點(diǎn)時(shí),其動(dòng)能的表達(dá)式正確的是(  )  

A.B.
C.mgH-mghD.

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科目:高中物理 來(lái)源:2012-2013學(xué)年浙江省嵊泗中學(xué)高一下學(xué)期第二次月考物理試卷(帶解析) 題型:單選題

如圖所示,水平桌面上的A點(diǎn)處有一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出,不計(jì)空氣阻力,當(dāng)它到達(dá)B點(diǎn)時(shí),其動(dòng)能的表達(dá)式正確的(     )

A.B.
C.mgH-mghD.

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科目:高中物理 來(lái)源:2015屆浙江省高一下學(xué)期第二次月考物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,水平桌面上的A點(diǎn)處有一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出,不計(jì)空氣阻力,當(dāng)它到達(dá)B點(diǎn)時(shí),其動(dòng)能的表達(dá)式正確的(     )

A.                        B.

C.mgH-mgh                             D.

 

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科目:高中物理 來(lái)源:2013年江蘇省揚(yáng)州市學(xué)業(yè)水平測(cè)試模擬物理試卷(二)(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,水平桌面上的A點(diǎn)處有一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出,不計(jì)空氣阻力,當(dāng)它到達(dá)B點(diǎn)時(shí),其動(dòng)能的表達(dá)式正確的是(  )  

A.                       B.

C.mgH-mgh                             D.

 

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