Question

如圖是某緩沖裝置，勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與直桿相連，直桿可在固定的槽內(nèi)移動(dòng)，與槽間的滑動(dòng)摩擦力恒為F_f，直桿質(zhì)量不可忽略．一質(zhì)量為m的小車(chē)以速度v₀撞擊彈簧，最終以速度v彈回．直桿足夠長(zhǎng)，且直桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，不計(jì)小車(chē)與地面的摩擦．則(     )

  A．小車(chē)被彈回時(shí)速度v一定小于v₀

  B．直桿在槽內(nèi)移動(dòng)的距離等于（mv﹣mv²）

  C．彈簧的彈力可能大于直桿與槽間的最大靜摩擦力

  D．直桿在槽內(nèi)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，小車(chē)與直桿始終保持相對(duì)靜止

Answer 1

考點(diǎn)：動(dòng)能定理的應(yīng)用；靜摩擦力和最大靜摩擦力．

分析：小車(chē)把彈簧壓縮到x=時(shí)，兩者一起推動(dòng)桿向右減速運(yùn)動(dòng)，這個(gè)過(guò)程中，桿受到的摩擦力不變，彈簧的壓縮量x先增大，到車(chē)與桿的速度相等時(shí)x保持不變，直到桿的速度減為0，小車(chē)才被彈簧反彈．

解答：  解：A、小車(chē)在向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，彈簧的形變量若始終小于x=時(shí)，直桿和槽間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，小車(chē)被彈回時(shí)速度υ一定等于υ₀；若形變量等于x=時(shí)，桿和槽間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，克服摩擦力做功，小車(chē)的動(dòng)能減小，所以小車(chē)被彈回時(shí)速度υ一定小于υ₀，A錯(cuò)誤；

B、整個(gè)過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理：F_fs=△E_K，直桿在槽內(nèi)移動(dòng)的距離s=（mv₀²﹣mv²），故B正確；

C、當(dāng)彈力等于最大靜摩擦力時(shí)桿即開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)車(chē)的速度大于桿的速度，彈簧進(jìn)一步被壓縮，彈簧的彈力大于最大靜摩擦力，故C正確；

D、直桿在槽內(nèi)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，開(kāi)始小車(chē)速度比桿的大，所以不可能與直桿始終保持相對(duì)靜止，故D錯(cuò)誤．

故選：BC．

點(diǎn)評(píng)：緩沖裝置是一種實(shí)用裝置，在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，本題就是根據(jù)某種緩沖裝置改編的一道物理試題，試題設(shè)計(jì)新穎，物理思想深刻．正確解答這道試題，要求考生具有扎實(shí)的高中物理基礎(chǔ)以及很強(qiáng)的分析和解決問(wèn)題的能力．