問題詳情:
如圖所示,水平桌面上的輕*簧一端固定,另一端與小物塊相連;*簧處於自然長度時物塊位於O點(圖中未畫出);物塊的質量爲m,AB=a,物塊與桌面間的動摩擦因數爲μ.現用水平向右的力將物塊從O點拉至A點,拉力做的功爲W.撤去拉力後物塊由靜止開始向左運動,經O點到達B點時速度爲零.重力加速度爲g.則上述過程中( )
A.物塊在A點時,*簧的**勢能等於W-μmga
B.物塊在B點時,*簧的**勢能小於W-μmga
C.經O點時,物塊的動能等於W-μmga
D.物塊動能最大時*簧的**勢能小於物塊在B點時*簧的**勢能
【回答】
B
【詳解】
據題意分析:物塊到達B點時速度爲0,但加速度不一定是零,即不一定合力爲0,這是此題的不確定處.*簧作阻尼振動,如果接觸面摩擦係數μ很小,則動能爲最大時時*簧伸長量小(此時*力等於摩擦力μmg),而*簧振幅變化將很小,B點*簧伸長大於動能最大點;如果較大,則動能最大時,*簧伸長量較大,(因*力等於摩擦力,較大,摩擦力也較大,同一個*簧,則需要較大伸長量,*力纔可能與摩擦力平衡),而此時振幅變化很大,即振幅將變小,則物塊將可能在離O點很近處,就處於靜止(速度爲0,加速度也爲0),此時B點伸長量可能小於動能最大時伸長量,B點勢能可能小於動能最大處勢能.至於物塊在A點或B點時*簧的**勢能,由功能關係和動能定理分析討論即可.
如果沒有摩擦力,則O點應該在AB的中點,由於有摩擦力,物體從A到B過程中有機械能損失,故無法到達沒有摩擦力情況下的B點,也即O點靠近B點.故.設物塊在A點時*簧的**勢能爲,物塊從A點運動到O點的過程,由能量守恆定律得,則得,即物塊在A點時,*簧的**勢能小於,故A錯誤;由A分析得物塊從開始運動到最終停在B點,路程大於,故整個過程物體克服阻力做功大於,故物塊在B點時,*簧的**勢能小於,故B正確;從O點開始到再次到達O點,物體路程大於a,故由動能定理得,物塊的動能小於,故C正確;物塊動能最大時,*力等於摩擦力,而在B點*力與摩擦力的大小關係未知,故物塊動能最大時*簧伸長量與物塊在B點時*簧伸長量大小未知,故此兩位置**勢能大小關係不好判斷,故D錯誤.
知識點:能量守恆定律
題型:選擇題