Question

20．如圖所示，在粗糙水平地面上，彈簧一端固定在豎直墻壁上，另一端連著物塊，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)物塊處于O點(diǎn)位置．現(xiàn)用外力緩慢把物塊向左壓至P點(diǎn)不動(dòng)，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep．撤去外力后物塊向右運(yùn)動(dòng)至Q（圖中未有標(biāo)出）點(diǎn)停下．下列說法正確的是（　　）

• A． 外力所做的功等于E_P
• B． 物塊到達(dá)PQ中點(diǎn)時(shí)速度最大
• C． Q點(diǎn)可能在O點(diǎn)的左側(cè)
• D． 從P到Q的過程摩擦產(chǎn)生的熱量一定小于E_P

Answer 1

分析 分析物塊的運(yùn)動(dòng)情況：松開物塊后，彈簧的彈力大于滑動(dòng)摩擦力，物塊向右做加速運(yùn)動(dòng)；在運(yùn)動(dòng)過程中彈簧彈力減小，摩擦力f=μmg不變，物塊做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)彈簧彈力與摩擦力相等時(shí)，加速度為零，此時(shí)物塊速度達(dá)到最大值，然后物塊繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，彈力繼續(xù)減小，小于滑動(dòng)摩擦力，物塊做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，彈簧彈力為零；越過O點(diǎn)后，彈簧彈力變大，物塊做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，直到Q點(diǎn)速度變?yōu)榱銥橹梗畬?duì)物塊進(jìn)行受力分析，應(yīng)用牛頓第二定律和功能關(guān)系分析答題．

解答 解：A、外力緩慢把物塊向左壓至P點(diǎn)不動(dòng)，外力所做的功轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能和克服摩擦力做功，故A錯(cuò)誤；
B、松開物塊后，彈簧的彈力大于滑動(dòng)摩擦力，物塊受到的合力向右，物塊向右做加速運(yùn)動(dòng)；在運(yùn)動(dòng)過程中彈簧彈力減小，摩擦力f=μmg不變，物塊受到的合力減小，加速度減小，物塊做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)彈簧彈力與摩擦力相等時(shí)，加速度為零，此時(shí)物塊速度達(dá)到最大值，然后物塊繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，彈力繼續(xù)減小，小于滑動(dòng)摩擦力，物塊受到的合力向左，合力增大，加速度增大，加速度向左，物塊做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，彈簧彈力為零；越過O點(diǎn)后，彈簧彈力向左，摩擦力左，在向右運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧彈力變大，物塊受到的合力變大，加速度變大，物塊做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，直到Q點(diǎn)速度變?yōu)榱銥橹梗�如果水平面光滑，物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，P與O點(diǎn)距離等于Q與O點(diǎn)距離，由于水平面不光滑，物塊在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能有損失，P與O點(diǎn)距離大于Q與O點(diǎn)距離，所以物塊速度最大不可能是PQ的中點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；
CD、由上述分析可知，初末狀態(tài)速度為0，從P到Q的過程摩擦產(chǎn)生的熱量一定等于彈性勢(shì)能的減少量，根據(jù)初狀態(tài)彈性勢(shì)能的大小，Q點(diǎn)可能在O點(diǎn)的左側(cè)、右側(cè)，也可能就在O點(diǎn)，故C正確，D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查根據(jù)物體的受力情況分析其運(yùn)動(dòng)情況的能力，關(guān)鍵要抓住彈簧的彈力的可變性，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析．