题目内容
【题目】某车辆缓冲装置的理想模型如图，劲度系数足够大且为k的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可沿固定在车上的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f．轻杆沿槽向左移动不超过l时，装置可安全工作．小车总质量为m．若小车以速度v0撞击固定在地面的障碍物，将导致轻杆沿槽向左移动 
．已知轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计小车与地面的摩擦．则（ ）
A.轻杆开始移动时，弹簧的压缩量为 
B.小车速度为0时，弹簧的弹性势能为 mv02
C.小车被弹回时速度等于 
D.为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度等于 
【答案】A,D
【解析】解：A、轻杆开始移动时，弹簧的弹力为：F=kx
且F=f
解得：x= 
．故A正确；
B、设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W，则小车从撞击到停止的过程中，由动能定理有： 
…①，
可知小车速度为0时，弹簧的弹性势能一定小于 
mv02 ． 故B错误；
C、小车被弹回，摩擦力做功： 
，由动能定理得： 
，所以小车被弹回时速度： 
．故C错误；
D、小车以vm撞击弹簧时有： 
…②
联立①②解得：vm= 
．故D正确
故选：AD
【考点精析】关于本题考查的滑动摩擦力和动能定理的综合应用，需要了解滑动摩擦力:利用公式f=μF N 进行计算，其中FN 是物体的正压力，不一定等于物体的重力，甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来求解；应用动能定理只考虑初、末状态，没有守恒条件的限制，也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用时间的动力学问题，都可以用动能定理分析和解答，而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷才能得出正确答案．
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