Question

某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力为定值．轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作．若一小车以速度v₀撞击弹簧，已知装置可安全工作，轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面间的摩擦．从小车与弹簧刚接触时开始计时，下列关于小车运动的速度-时间图象可能正确的是（　　）

• A、
• B、
• C、
• D、

Answer 1

分析：小车把弹簧压缩到x=

f

k

时，两者一起推动杆向右减速运动，这个过程中，杆受到的摩擦力不变，弹簧的压缩量x先增大，到车与杆的速度相等时x保持不变，直到杆的速度减为0，小车才被弹簧反弹．

解答：解：若初速度v₀较小，当小车与弹簧接触时开始做加速度增大的减速运动，当小车速度减为零，轻杆仍未动，然后小车反向加速运动，速度仍为v₀，故A正确；
若初速度较大，当小车与弹簧接触时开始做加速度增大的减速运动，当弹簧弹力大于摩擦力时小车和弹簧一起匀减速运动到速度为零，然后小车反向做加速度减小的加速运动，由于机械能的损失，小车离开弹簧时速度小于v₀，故D正确；
故选：AD．

点评：正缓冲装置是一种实用装置，在生产和生活中有着广泛的应用，本题就是根据某种缓冲装置改编的一道物理试题，试题设计新颖，物理思想深刻．正确解答这道试题，要求考生具有扎实的高中物理基础以及很强的分析和解决问题的能力，属于难题．