如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连.弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出).物块的质量为m

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  • 解题思路: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.弹簧作阻尼振动,如果接触面摩擦系数μ很小,则动能为最大时弹簧伸长量较小(此时弹力等于摩擦力μmg),而弹簧振幅变化将很小,B点弹簧伸长大于动能最大点;如果μ较大,则动能最大时,弹簧伸长量较大,(因弹力等于摩擦力,μ较大,摩擦力也较大,同一个弹簧,则需要较大伸长量,弹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.至于物块在A点或B点时弹簧的弹性势能,由功能关系和动能定理分析讨论即可.

    A、如果没有摩擦力,则O点应该在AB中间,由于有摩擦力,物体从A到B过程中机械能损失,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OA>[a/2],此过程物体克服摩擦力做功大于[1/2μmga,根据能量守恒得,物块在A点时,弹簧的弹性势能小于W-

    1

    2μmga.故A错误.

    B、由A分析得物块从开始运动到最终停在B点,路程大于a+

    a

    2=

    3a

    2],故整个过程物体克服阻力做功大于

    3

    2μmga,故物块在B点时,弹簧的弹性势能小于W−

    3

    2μmga.故B正确.

    C、如果没有摩擦力,动能最大时,弹簧形变量为零,弹性势能为零,而水平面间有摩擦力,知动能最大时,弹力与摩擦力平衡,则弹性势能不为零.故C错误.

    D、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W-μmga,故D正确.

    故选:BD.

    点评:

    本题考点: 动能定理的应用;功能关系.

    考点点评: 利用反证法得到而得到O点并非AB连线的中点是很巧妙的,此外要求同学对功能关系和动能定理理解透彻.

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