题目内容

8.如图所示,一轻质弹簧左端固定在长木块M的左端,右端与小物块m连接,且m与M及M与地面间接触面均光滑,开始时,m和M均处于静止状态,现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2.两物体开始运动后的整个过程中,对m、M和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变量不超过其弹性限度,M足够长),下列说法正确的是(  )
A.虽然 F1、F2等大反向,但两力对系统所做功的代数和不为零
B.由于F1、F2都对m、M做正功,故系统动能不断增大
C.当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,系统动能最大
D.从开始运动到弹簧伸长至最长的过程中,由于F1、F2都对m、M做正功,故系统机械能不断增大

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,通过分析F1、F2分别对m、M做功正负,判断系统的机械能如何变化.

解答 解:A、D、由于F1、F2对m、M都做正功,故系统机械能增加,故A错误,D正确;
B、C、两个物块都先做加速运动,后做减速运动,当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,M和m所受合外力零,加速度减为零,此时速度达到最大值,故各自的动能最大,故B错误,C正确;
故选:CD

点评 对做变加速运动的物体,由牛顿第二定律可知当加速度为零时速度最大;对相互作用的系统机械能守恒的条件是只有重力和弹簧弹力做功.

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