题目内容

【题目】如图所示,在粗糙的水平面上,质量相等的两个物体A、B间用一轻质弹簧相连组成系统。且该系统在水平拉力F作用下以相同加速度保持间距不变一起做匀加速直线运动,当它们的总动能为2Ek时撤去水平力F,最后系统停止运动。不计空气阻力,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,从撤去拉力F到系统停止运动的过程中( )

A. 外力对物体A所做总功的绝对值等于Ek

B. 物体A克服摩擦阻力做的功等于Ek

C. 系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能2Ek

D. 系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减小量

【答案】AD

【解析】

拉力F作用下两物体以相同加速度保持间距不变一起做匀加速直线运动,对物体A分析知,拉力F作用下弹簧弹力大于滑动摩擦力,弹簧具有一定的弹性势能.系统停止运动时,对物体A分析知,弹簧弹力小于最大静摩擦力(滑动摩擦力),弹簧具有的弹性势能.从撤去拉力F到系统停止运动的过程中,弹簧对两端物体做功.拉力F作用下两物体间距不变,则两物体速度相等;它们的总动能为2Ek,质量相等;撤去拉力F时,两物体的动能均为Ek.

AB:从撤去拉力F到系统停止运动的过程中,物体A的动能由Ek变为0,据动能定理,外力对物体A所做总功,外力对物体A所做总功的绝对值等于Ek.此过程中有弹力和摩擦力做功,则摩擦力对物体A所做功的绝对值不等于Ek,物体A克服摩擦阻力做的功不等于Ek.故A项正确,B项错误.

CD:据能量守恒可得,系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减小量,即.故C项错误,D项正确.

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