题目内容

10.如图所示,将一质量为m的滑块放在水平地面上,滑块与水平地面之间的动摩擦因数为μ,现将滑块与一轻弹簧相连,弹簧另一端拴接在竖直的墙壁上,开始弹簧处于原长状态,此时的滑块位于O点,现向右缓慢拉滑块到M点,此过程中拉力对滑块所做的功为W,然后将滑块无初速释放,滑块经O点向左运动到N点时速度减为零,已知MN=L,重力加速度为g.滑块在M、N两点时弹簧的弹性势能分别为EpM、EpN.则下列说法正确的是(  )
A.EpM>EpN
B.当弹簧处于原长时滑块的速度最大
C.EpN>W-$\frac{3}{2}$μmgL
D.当滑块运动到O点时,滑块的动能一定小于W-μmgL

分析 滑块向左运动的过程中,弹簧的弹性势能转化为内能.当滑块的合力为零时速度最大.根据能量守恒定律求出N点的弹性势能.并求出滑块运动到O点的动能.

解答 解:A、滑块从M运动到N时,弹簧的弹性势能转化为内能,则EpM>EpN.故A正确.
B、滑块向左运动时,弹簧的弹力先大于摩擦力,后小于摩擦力,先加速后减速,所以当弹力与摩擦力大小相等、方向相反时速度最大,此时弹簧处于拉伸状态,故B错误.
C、滑块从M运动到N时,由能量守恒定律有:
EpM=EpN+μmgL…①
滑块从O到M的过程,有:W=EpM+μmg$\overline{OM}$…②
由于EpM>EpN,则有:$\overline{OM}$>$\overline{ON}$…③
即有 $\overline{OM}$>$\frac{L}{2}$…④
由①②④解得:EpN<W-$\frac{3}{2}$μmgL,故C错误.
D、滑块从M运动到O的过程,由能量守恒定律有:
EKO+μmg$\overline{OM}$=EpM…⑤
则得滑块运动到O点时的动能为:EKO=EpM-μmg$\overline{OM}$=W-2μmg$\overline{OM}$…⑥
将 $\overline{OM}$>$\frac{L}{2}$代入⑥得 EKO<W-μmgL.故D正确.
故选:AD

点评 解决本题的关键要准确把握能量是如何转化的,分段运用能量守恒定律列式分析.

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