题目内容

18.如图所示,竖直放置的轻弹簧上端与质量为3kg的物块B相连接,另一个质量为1kg的物块A放在B上.先向下压A,然后释放,A、B共同向上运动一段后将分离,分离后A又上升了0.2m到达最高点,此时B的速度方向向下,且弹簧恰好为原长.从A、B分离到A上升到最高点的过程中,弹簧弹力对B做的功及弹簧回到原长时B的速度大小分别是(g=10m/s2)(  )
A.12 J,2m/sB.0,2m/sC.0,0D.4J,2m/s

分析 首先要了解AB在什么位置分离,AB分离的直接原因是A的速度大于B的速度,由此可以知道当AB经过弹簧原长时弹簧开始对B施加向下的力,导致B向下的加速度大于g,
因此表现为AB分离.所以在原长时AB具有共速的速度和加速度.
A上升到最高点,B的速度方向向下,且弹簧恰好为原长,所以弹簧弹力对B做的功为零.
A、B共同向上运动一段后将分离,分离后A又上升了0.2m到达最高点,根据运动学公式求出分离时A的速度.
从A、B分离到A上升到最高点的过程中,根据动能定理研究B求解.

解答 解:A、B共同向上运动一段后将分离,分离后A又上升了0.2m到达最高点,
根据竖直上抛运动知识可得,A、B脱离的瞬间他们的速度为2 m/s,且此时弹簧正在自然长度处,
此后A竖直上抛,B先到最高点再到达弹簧的自然长度,所以A、B分离时弹簧正在自然长度处,A上升到最高点弹簧恰好为原长,所以这个过程中弹簧弹力对B做的功为零.
从A、B分离到A上升到最高点的过程中,根据动能定理研究B知该过程中合力做功为零,所以动能变化也为零,即弹簧回到原长时B的速度大小是2m/s.
故选:B

点评 该题要清楚AB分离时运动的特征.即A、B具有共同的速度和加速度,并且弹簧正在自然长度处.

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