如图,一轻弹簧左端固定在长木块M的左端,右端与小木块m连接,且m、M及M与地面间接触光滑。开始时,m和M均静止,现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2。在两物体开始运

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,一轻弹簧左端固定在长木块M的左端,右端与小木块m连接,且m、M及M与地面间接触光滑。开始时,m和M均静止,现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2。在两物体开始运动以后的整个运动过程中,对m、M和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度),正确的说法是
A.由于F1、F2等大反向,故系统动量守恒,机械能也守恒
B.F1、F2分别对m、M做正功,故系统机械能不断增加
C.当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,系统机械能最大
D.系统机械能最大时,两物体动能都为零

◎ 答案

D

◎ 解析

考点:
分析:F1和F2等大反向,但是由于它们的位移不同,所以做的功的大小不同,当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,物体受到的合力的大小为零,此时物体的速度的大小达到最大,再根据物体的运动状态可以判断物体加速度的变化.
解答:解:A、由于F1、F2对系统做功之和不为零,故系统机械能不守恒,A错误;
B、由于F1、F2先对系统做正功,当两物块速度减为零时,弹簧的弹力大于F1、F2,之后,两物块再加速相向运动,F1、F2对系统做负功,系统机械能开始减少,B错误;
C、当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,M和m受力平衡,加速度减为零,此时速度达到最大值,各自的动能最大,但是其后外力F依然对系统做正功,所以机械能继续增大,故C错误
D、由于F1、F2先对系统做正功,当两物块速度减为零时,系统机械能达到最大值,之后,两物块再加速相向运动,F1、F2对系统做负功,系统机械能开始减少,D正确.
故选D.
点评:本题涉及到弹簧,功、机械能守恒的条件、力和运动的关系等较多知识.题目情景比较复杂,全面考查考生理解、分析、解决问题的能力.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,一轻弹簧左端固定在长木块M的左端,右端与小木块m连接,且m、M及M与地面间接触光滑。开始时,m和M均静止,现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2。在两物体开始运…”主要考查了你对  【机械能守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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