如图所示,一长木板放置在水平地面上,一根轻弹簧右端固定在长木板上,左端连接一个质量为m的小物块,小物块可以在木板上无摩擦滑动.现在用手固定长木板,把小物块向左移动,

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,一长木板放置在水平地面上,一根轻弹簧右端固定在长木板上,左端连接一个质量为m的小物块,小物块可以在木板上无摩擦滑动.现在用手固定长木板,把小物块向左移动,弹簧的形变量为x1;然后,同时释放小物块和木板,木板在水平地面上滑动,小物块在木板上滑动;经过一段时间后,长木板达到静止状态,小物块在长木板上继续往复运动.长木板静止后,弹簧的最大形变量为x2.已知地面对长木板的滑动摩擦力大小为f.当弹簧的形变量为x时,弹性势能EP=
1
2
kx2
,式中k为弹簧的劲度系数.由上述信息可以判断(  )
A.整个过程中小物块的速度可以达到

k
m
x1
B.整个过程中木板在地面上运动的路程为
k
2f
(
x21
-
x22
)
C.长木板静止后,木板所受的静摩擦力的大小不变
D.若将长木板改放在光滑地面上,重复上述操作,则运动过程中物块和木板的速度方向可能相同
魔方格

◎ 答案

A、整个过程根据动能定理得:
1
2
mvm2
=
1
2
kx12-Wf
,所以速度不能达到

k
m
x1
,故A错误;
B、当木板静止时,小物块在长木板上继续往复运动时,只有弹簧弹力做功,系统机械能守恒,所以当木板刚静止时,系统具有的机械能为
1
2
kx22

从开始到木板刚静止的过程中,根据能量守恒得:
1
2
kx12-
1
2
kx22=W
f
=fs
解得:s=
k
2f
(
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