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质量均为m的两木块A、B与一轻弹簧拴接,静置于水平地面上,如图(a)所示.现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动,如图(b)所示.从木块A开始做

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解决时间 2021-04-03 20:39
质量均为m的两木块A、B与一轻弹簧拴接,静置于水平地面上,如图(a)所示.现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动,如图(b)所示.从木块A开始做匀加速直线运动到木块B将要离开地面时的这一过程,下列说法正确的是(设此过程弹簧始终处于弹性限度内)A.力F先增大后减小B.弹簧的弹性势能先减小后增大C.弹簧对A木块弹力的变化量大小为2mgD.两木块A、B和轻弹簧组成的系统的机械能先增大后减小
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BC解析分析:弹簧开始处于压缩状态,之后处于拉伸状态,它的弹力大小和方向是不断变化的,因而外力F的值也是不断变化的,弹簧的弹性势能以及系统的机械能的变化要划分过程慢慢加以分析.解答:A、最初弹簧被压缩,A物体受到竖直向上的弹力等于重力,由于A物体做匀加速直线运动,对A受力分析,列出牛顿第二定律解出对应的表达式;当B物体要离开地面时地面的支持力为零,弹簧对B物体向上的拉力等于B物体的重力,即弹簧对A物体向下的拉力等于B的重力,再列出牛顿第二定律即可解出此所需的拉力F大小.得出拉力一直增大,故A错误;
B、在A上升过程中,弹簧从压缩到伸长,所以弹簧的弹性势能先减小后增大,故B正确;
C、最初弹簧被压缩,A物体受到竖直向上的弹力等于重力mg,当B物体要离开地面时地面的支持力为零,弹簧对B物体向上的拉力等于B物体的重力,即弹簧对A物体向下的拉力等于B的重力mg,所以弹簧对A木块弹力的变化量大小为2mg,故C正确;
D、外力F对A、B和轻弹簧组成的系统做正功,由功能关系得,系统的机械能一直增大,故D错误.
故选BC点评:弹簧的弹力和弹性势能均与形变量有关,形变有压缩和拉伸两种情形,要注意加以区分;功是能量转化的量度,一种功总是与一种能相联系,要具体情况具体分析.
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