Question

5．如圖所示，物體與一根水平輕彈簧的一端相連，放在水平面上，彈簧的另一端固定在P點，已知物體的質量為m=2.0kg，它與水平面間的動摩擦因數(shù)是0.4，彈簧的勁度系數(shù)k=200N/m．用力F拉物體，使它從彈簧處于自然狀態(tài)的O點向左移動10cm，物體處于靜止．（g取10m/s²）撤去外力后（　　）

• A． 物體向右滑動的距離可以達到12.5cm
• B． 物體向右滑動的距離一定小于12.5cm
• C． 物體回到O點時，物體的動能最大
• D． 物體到達最右位置時，物體的動能為零，彈性勢能也為零

Answer 1

分析 在物體運動到O點的過程中運用動能定理判斷出O點的速度不為零，彈簧將被壓縮，根據能量守恒可以判斷物體向右滑動距離的最大值，當加速度等于零時，速度最大，此時彈簧彈力等于摩擦力，當物體到達最右端時動能為零，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈性勢能不為零．

解答 解：A、當物體至O點時，由動能定理得：E_p-μmg×0.1=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$可知，物體至O點的速度不為零，將繼續(xù)向右壓縮彈簧，由能量守恒可得：E_p=μmgx′+E_p′，因E_p′＞0，所以解得：x′＜12.5 cm，即物體向右滑動的距離一定小于12.5cm．故A錯誤，B正確．
C、當物體向右運動至O點過程中，彈簧的彈力向右．由牛頓第二定律可知，kx-μmg=ma（x為彈簧的伸長量），當a=0時，物體速度最大，此時kx=μmg，彈簧仍處于伸長狀態(tài)，位置位于O點的左側．故C錯誤．
D、物體到達最右端時，動能為零，彈簧處于壓縮狀態(tài)，有彈性勢能，故D錯誤．
故選：B．

點評 本題要求同學們能正確對物體進行受力分析，清楚物體的運動情況，知道當加速度等于零時，物體速度最大，由于有滑動摩擦力作用，系統(tǒng)的機械能不守恒，但能量守恒．