题目
如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与物块A连接在一起,处于压缩状态.A由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时,立即将物块B轻放在A右侧,A、B由静止开始一起沿斜面向下运动,下滑过程中A、B始终不分离,当A回到初始位置时速度为零.A、B与斜面间的动摩擦因数相同、弹簧未超过弹性限度,则( )A. 当上滑到最大位移的一半时,A的加速度方向沿斜面向下B. A上滑时,弹簧的弹力方向不发生变化C. 下滑时,B对A的压力先减小后增大D. 整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功大于B的重力势能减小量
如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与物块A连接在一起,处于压缩状态.A由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时,立即将物块B轻放在A右侧,A、B由静止开始一起沿斜面向下运动,下滑过程中A、B始终不分离,当A回到初始位置时速度为零.A、B与斜面间的动摩擦因数相同、弹簧未超过弹性限度,则( )- A. 当上滑到最大位移的一半时,A的加速度方向沿斜面向下
- B. A上滑时,弹簧的弹力方向不发生变化
- C. 下滑时,B对A的压力先减小后增大
- D. 整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功大于B的重力势能减小量
题目解答
答案
B. A上滑时,弹簧的弹力方向不发生变化
解析
本题考查弹簧与物块在斜面上的往复运动,涉及弹力方向判断、受力分析、能量转化等知识点。解题核心在于:
- 弹簧弹力方向由形变状态决定,压缩时弹力方向与形变相反,拉伸时同理;
- 受力分析需结合运动方向与摩擦力;
- 能量守恒需考虑弹性势能、重力势能及摩擦生热的关系。
选项B分析
弹簧弹力方向判断:
- 初始弹簧被压缩,弹力方向沿斜面向左;
- A上滑时,弹簧先恢复原长(弹力为零),随后被拉伸,弹力方向仍沿斜面向左;
- 弹力方向始终未发生改变(始终向左),故选项B正确。
选项A分析
加速度方向判断:
- A上滑时受重力沿斜面的分力、摩擦力及弹簧弹力,总合力方向始终沿斜面向下;
- 无论处于上滑行程的哪一位置,加速度方向均向下,故选项A正确。
选项C分析
压力变化分析:
- 下滑时,弹簧被压缩,弹力逐渐增大;
- A、B间压力由弹簧弹力提供,故压力逐渐增大,不存在“先减小后增大”的过程,选项C错误。
选项D分析
能量关系分析:
- 整个过程弹性势能变化为零,总能量损失等于摩擦力做功与B重力势能减少量之和;
- 克服摩擦力做功等于B的重力势能减少量,故选项D错误。