题目内容

19.如图所示,竖直轻质弹簧,下端固定在地面,上端固定一质量为M的木板,木板上方放一质量为m的物块,木板和物块间不粘连,一竖直向下的力F作用在物块上,整个系统处于静止状态.现在撤去F,木板和物块向上运动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.物块先处于超重状态,再处于失重状态
B.木板对物块做正功,物块的机械能增加
C.木板和物块组成的系统机械能守恒
D.当木块和物块分离时,弹簧处于自然状态

分析 根据加速度的方向判断物块的状态:加速度向下,处于失重状态;加速度向上,处于超重状态.除了重力以外的力对物体做功引起机械能的变化;当物块速度最大时,物块克服重力做功的功率最大,分析M和m整体的受力情况,判断其运动情况,确定速度最大时弹簧的状态.

解答 解:A、在撤去F,木板和物块向上运动的过程中,弹簧的弹力先大于木板和物块的总重力,后小于总重力,所以木板和物块先向上加速运动,后向上减速运动,加速度先向上后向下,则物块先处于超重状态,再处于失重状态,故A正确.
B、由于木板对物块的支持力一直做正功,由功能原理可知物块的机械能不断增加,故B正确.
C、由于弹簧对木板做正功,所以木板和物块组成的系统机械能增加,故C错误.
D、对于木板和物块组成的系统,当总重力与弹簧的弹力大小相等时速度最大,此时弹簧处于压缩状态,物块克服重力做功的功率最大,故D错误.
故选:AB.

点评 本题关键在于分析两个物体的受力情况,判断其运动情况.要灵活选择研究的对象,运用牛顿第二定律和功能关系分析.

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