题目内容
【题目】如图所示,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P(不拴接),系统处于静止状态。现用竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动,则在弹簧恢复原长前,下列说法正确的是( )
A. 拉力F与弹簧的压缩量成正比 B. 拉力F逐渐增大
C. 弹簧刚要恢复原长时,拉力F可能为零 D. 拉力F做的功等于物块增加的机械能
【答案】B
【解析】
以物块P为研究对象,分析受力情况,根据牛顿第二定律得出F与物块P的位移x的关系式。
A、B项:设物块P的质量为m,加速度为a,静止时弹簧的压缩量为x0,弹簧的劲度系数为k,
由力的平衡条件得,mg=k x0,
以向上为正方向,木块的位移为x时弹簧对P的弹力:F1=k(x0-x),
对物块P,由牛顿第二定律得,F+F1-mg=ma,
由以上式子联立可得,F=k x+ma。
可见F与x是线性关系,但不是成正比,且F随着x的增大而增大,故A错误,B正确;
C项:由A、B项分析可知,弹簧刚要恢复原长时,F=ma,故C错误;
D项:拉力F做的功与弹簧弹力做功的总和等于物块增加的机械能,故D错误。
故应选:B。
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