问题详情:
如图所示,水平桌面上的轻*簧一端固定,另一端与小物块相连;*簧处于自然长度时物块位于O点(图中未画出);物块的质量为m,AB=a,物块与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的力将物块从O点拉至A点,拉力做的功为W.撤去拉力后物块由静止开始向左运动,经O点到达B点时速度为零.重力加速度为g.则上述过程中( )
A.物块在A点时,*簧的**势能等于W-μmga
B.物块在B点时,*簧的**势能小于W-μmga
C.经O点时,物块的动能等于W-μmga
D.物块动能最大时*簧的**势能小于物块在B点时*簧的**势能
【回答】
B
【详解】
据题意分析:物块到达B点时速度为0,但加速度不一定是零,即不一定合力为0,这是此题的不确定处.*簧作阻尼振动,如果接触面摩擦系数μ很小,则动能为最大时时*簧伸长量小(此时*力等于摩擦力μmg),而*簧振幅变化将很小,B点*簧伸长大于动能最大点;如果较大,则动能最大时,*簧伸长量较大,(因*力等于摩擦力,较大,摩擦力也较大,同一个*簧,则需要较大伸长量,*力才可能与摩擦力平衡),而此时振幅变化很大,即振幅将变小,则物块将可能在离O点很近处,就处于静止(速度为0,加速度也为0),此时B点伸长量可能小于动能最大时伸长量,B点势能可能小于动能最大处势能.至于物块在A点或B点时*簧的**势能,由功能关系和动能定理分析讨论即可.
如果没有摩擦力,则O点应该在AB的中点,由于有摩擦力,物体从A到B过程中有机械能损失,故无法到达没有摩擦力情况下的B点,也即O点靠近B点.故.设物块在A点时*簧的**势能为,物块从A点运动到O点的过程,由能量守恒定律得,则得,即物块在A点时,*簧的**势能小于,故A错误;由A分析得物块从开始运动到最终停在B点,路程大于,故整个过程物体克服阻力做功大于,故物块在B点时,*簧的**势能小于,故B正确;从O点开始到再次到达O点,物体路程大于a,故由动能定理得,物块的动能小于,故C正确;物块动能最大时,*力等于摩擦力,而在B点*力与摩擦力的大小关系未知,故物块动能最大时*簧伸长量与物块在B点时*簧伸长量大小未知,故此两位置**势能大小关系不好判断,故D错误.
知识点:能量守恒定律
题型:选择题