如图，一轻弹簧左端固定在长木块M的左端，右端与小木块m连接，且m、M及M与地面间接触光滑。开始时，m和M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2。 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

如图，一轻弹簧左端固定在长木块M的左端，右端与小木块m连接，且m、M及M与地面间接触光滑。开始时，m和M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F₁和F₂。在两物体开始运动以后的整个运动过程中，对m、M和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是

A．由于F₁、F₂等大反向，故系统动量守恒，机械能也守恒

B．F₁、F₂分别对m、M做正功，故系统机械能不断增加

C．当弹簧弹力大小与F₁、F₂大小相等时，系统机械能最大

D．系统机械能最大时，两物体动能都为零

答案

解析

考点：
分析：F₁和F₂等大反向，但是由于它们的位移不同，所以做的功的大小不同，当弹簧弹力大小与F₁、F₂大小相等时，物体受到的合力的大小为零，此时物体的速度的大小达到最大，再根据物体的运动状态可以判断物体加速度的变化．
解答：解：A、由于F₁、F₂对系统做功之和不为零，故系统机械能不守恒，A错误；
B、由于F₁、F₂先对系统做正功，当两物块速度减为零时，弹簧的弹力大于F₁、F₂，之后，两物块再加速相向运动，F₁、F₂对系统做负功，系统机械能开始减少，B错误；
C、当弹簧弹力大小与F₁、F₂大小相等时，M和m受力平衡，加速度减为零，此时速度达到最大值，各自的动能最大，但是其后外力F依然对系统做正功，所以机械能继续增大，故C错误
D、由于F₁、F₂先对系统做正功，当两物块速度减为零时，系统机械能达到最大值，之后，两物块再加速相向运动，F₁、F₂对系统做负功，系统机械能开始减少，D正确．
故选D．
点评：本题涉及到弹簧，功、机械能守恒的条件、力和运动的关系等较多知识．题目情景比较复杂，全面考查考生理解、分析、解决问题的能力．

核心考点

试题【如图，一轻弹簧左端固定在长木块M的左端，右端与小木块m连接，且m、M及M与地面间接触光滑。开始时，m和M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2。】；主要考察你对机械能守恒及其条件等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图所示，劲度系数为k的竖直弹簧下端固定于水平地面上，质量为m的小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端，经几次反弹后小球最终在弹簧上静止于某一点A处，在以上三个量中只改变其中一个量的情况下，下列说法正确的是

A．无论三个量中的一个怎样改变，小球与弹簧的系统机械能守恒

B．无论h怎样变化，小球在A点的弹簧压缩量与h无关

C．小球的质量m愈大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大

D．无论劲度系数k为多大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能都相等

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如图所示，AB为水平轨道，A、B间距离s=2.25m，BCD是半径为R=0.40m的竖直半圆形轨道，B为两轨道的连接点，D为轨道的最高点。一小物块质量为m=1.2kg，它与水平轨道和半圆形轨道间的动摩擦因数均为μ=0.20。小物块在F=12N的水平力作用下从A点由静止开始运动，到达B点时撤去力F，小物块刚好能到达D点，g取10m/s²，试求：
（1）撤去F时小物块的速度大小；
（2）在半圆形轨道上小物块克服摩擦力做的功；
（3）若半圆形轨道是光滑的，其他条件不变，求当小物块到达D点时对轨道的压力大小。