Question

12．如圖所示，兩個相同木塊A、B用一輕質彈簧連接，豎直放置于水平地面上，現(xiàn)用一豎直向上的力F拉動木塊A，使其由靜止開始向上做勻加速直線運動，設彈簧始終處于彈性限度內，從木塊A開始運動到木塊B將要離開地面的過程中，下述判斷正確的是（　�。�

• A． 力F大小恒定
• B． 彈簧的彈性勢能一直增大
• C． 力F做的功等于木塊A的動能和重力勢能的增加量之和
• 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 A原來壓在彈簧上處于靜止狀態(tài)，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，根據(jù)牛頓第二定律分析力F如何變化．
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，對A受力分析，開始階段彈簧對A施加向上的支持力，由牛頓第二定律得：
  F-mg+kx=ma，則得F=mg-kx+ma，x減小，F(xiàn)增大；
后來彈簧伸長，對A有向下的拉力，則有：F-mg-kx=ma，則得F=mg+kx+ma，x增大，F(xiàn)增大；所以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、由于A、B兩木塊相同，所以初、末狀態(tài)彈簧的形變量相等，彈簧的彈性勢能相等，所以力F做的功等于木塊A的機械能增加量，即力F做的功等于木塊A的動能和重力勢能的增加量之和，故C正確；
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：CD

點評 本題關鍵要能根據(jù)牛頓第二定律分析A的受力情況，運用機械能守恒定律的條件、彈力做功與彈性勢能的變化關系分析能量的變化情況．