解题思路:根据胡克定律得到弹簧弹力的大小F与物块位移x的关系式.根据牛顿第二定律得到物块加速度的大小a与x的关系式.根据能量守恒定律得到物块速度的大小υ与x的关系式和系统机械能E与x的关系式,再根据解析式选择图象.
设弹簧的自然长度为L.
A、根据胡克定律得,当处于压缩状态时,弹簧弹力的大小F=k(L-x);当处于伸长状态时,弹簧弹力的大小F=k(x-L);F与x是线性关系.但由于物块经过关于O点对称的左右两个位置时,左侧加速度小于右侧加速度,所以OB小于OA,O点不在AB的中点.故A错误.
B、根据牛顿第二定律得:
在AO段:k(L-x)-μmg=ma,得到a=[kL−μmg/m]-[kx/m]
在BO段:k(x-L)+μmg=ma,得到a=[kL+μmg/m]-[kx/m]
由于物块在OB段的加速度大于左侧关于O对称位置的加速度,所以a=0的位置x>
x0
2.所以B图象是可能的.故B正确.
C、设物块在A位置时,弹簧的弹性势能为Ep,根据能量守恒定律得:
Ep=
1
2mv2+μmgx+
1
2k(L−x)2,可见,v关于是二次函数,C图象不可能.故C错误.
D、根据功能关系得:E=Ep-μmgx,E与x是线性关系,而且是减函数,D图象是可能的.故D正确.
故选BD
点评:
本题考点: 机械能守恒定律;牛顿第二定律.
考点点评: 本题要根据物理规律得到解析式,再选择图象,同时要对物块的受力情况和运动情况、以及功与能的关系作出分析才能正确解答.