题目内容

【题目】如图所示,质量相等、材料相同的两个小球A、B间用一劲度系数为k的轻质弹簧相连组成系统,系统穿过一粗糙的水平滑杆,在作用在B上的水平外力F的作用下由静止开始运动,一段时间后一起做匀加速运动,当它们的总动能为4Ek时撤去外力F,最后停止运动.不计空气阻力,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则在从撤去外力F到停止运动的过程中,下列说法正确的是(  )

A. 撤去外力F的瞬间,弹簧的压缩量为

B. 撤去外力F的瞬间,弹簧的伸长量为

C. 系统克服摩擦力所做的功小于系统机械能的减少量

D. A克服外力所做的总功等于2Ek

【答案】D

【解析】

根据受力分析与牛顿第二定律分析弹簧的伸长量;根据动能定理分析A克服外力所做的总功;根据功能关系分析系统克服摩擦力所做的功.

当A与B一起做加速运动的过程中,等于整体:F-2f=2ma,对小球A:kx-f=ma,联立得:x=.即撤去外力F的瞬间,弹簧的伸长量为.故A B错误;根据功能关系可知,整个的过程中,系统克服摩擦力所做的功等于A、B的动能以及弹簧减少的弹性势能的和,即等于系统机械能的减少量。故C错误。A克服外力所做的总功等于A的动能,由于是当它们的总动能为4Ek时撤去外力F,所以A与B开始时的动能都是2Ek,即A克服外力所做的总功等于2Ek.故D正确;故选D。

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