选择题4.0分
物理

9.如图所示,质量均为m两个物块A和B,用劲度系数为k的轻弹簧连接,处于静止状态.现用一竖直向上的恒力F拉物块A,使A竖直向上运动,直到物块B刚要离开地面.下列说法正确的是(    )

A

在此过程中,物块A的位移大小为

B

在此过程中,弹簧弹性势能的增量为0

C

物块B刚要离开地面,物块A的加速度为

D

物块B刚要离开地面,物块A的速度为

正确答案及相关解析

正确答案

BD

解析

先处理初始未受到恒力F的情况,此时对A受力分析有mg=kx0,而当恒力作用在A上,使得B物体刚好离开地面时,B与地面之间的弹力为零,对B受力分析有mg=kx1,所以初始时刻与B要离开地面的时刻弹簧的形变量x0x1是相同的,所以在整个过程中弹簧的弹性势能增量为零,不同的只是初始状态弹簧为压缩状态,而B物体要离开地面时弹簧为拉伸状态,所以B选项正确,整个过程中A的位移大小为2 x0=,A选项错误;当B要离开地面时,弹簧弹力大小为mg,所以这一瞬时对A由牛顿第二定律有F-2mg=ma,所以A物体的加速度大小为:,C选项错误;对A、B和轻质弹簧组成的系统,由功能关系可知:,解之可得v=,D选项正确。

考查方向

本题考查牛顿运动定律,弹性势能和功能关系的运用。

解题思路

见解析。

易错点

① 物体间分离的条件是相互作用的弹力为零;

② 恒力F向上拉动物体的过程中,弹簧的弹力是一变力而非恒力。

知识点

物体的弹性和弹力 牛顿第二定律 动能定理的应用