Question

18．質(zhì)量相等的兩木塊A、B用一輕彈簧栓接，靜置于水平地面上，如圖甲所示．現(xiàn)用一豎直向上的力F拉動木塊A，使木塊A向上做勻加速直線運動，如圖乙所示．在木塊A開始運動到木塊B將要離開地面的過程中，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，下述判斷正確的是（　�。�

• A． 力F先增大后減小
• B． 彈簧的彈性勢能一直減小
• C． 木塊A的動能和重力勢能之和先增大后減小
• D． 兩木塊A、B和輕彈簧組成的系統(tǒng)的機械能一直增大

Answer 1

分析 當力F作用在A上，使其向上勻加速直線運動，導致彈簧的彈力發(fā)生變化，則力F也跟著變化，但物體A的合力卻不變．在A上升過程中，彈簧從壓縮到伸長，所以彈簧的彈性勢能先減小后增大．在上升過程中由于除重力與彈力做功外，還有拉力做功，所以系統(tǒng)的機械能與彈簧的彈性勢能之和增加，從而可根據(jù)彈簧的彈性勢能來確定木塊的機械能如何變化，以及系統(tǒng)的機械能如何變化．

解答 解：A、最初彈簧被壓縮，A物體受到豎直向上的彈力等于重力，由于A物體做勻加速直線運動，當彈簧處于壓縮狀態(tài)時，由牛頓第二定律得：F-mg+kx=ma，得：F=mg-kx+ma，x減小，其他量不變，則F增大．當彈簧伸長時，由牛頓第二定律得：F-mg-kx=ma，得  F=mg+kx+ma，x增大，其他量不變，則F增大，則得，拉力F一直增大，故A錯誤；
B、在A上升過程中，彈簧從壓縮到伸長，所以彈簧的彈性勢能先減小后增大，故B錯誤；
C、在上升過程中，由于物體A做勻加速運動，所以物體A的速度增大，高度升高，則木塊A的動能和重力勢能之和一直增大，故C錯誤；
D、在上升過程中，除重力與彈力做功外，還有拉力做正功，所以兩木塊A、B和輕彈簧組成的系統(tǒng)的機械能一直增大．故D正確；
故選：D

點評 正確分析A的受力情況，抓住彈簧彈力的可變性，運用牛頓第二定律分析F的變化情況是解決本題的關(guān)鍵．