题目内容
【题目】如图所示,质量为M的平板小车静止在光滑的水平地面上,小车左端放一质量为m的木块,车的右端固定一个轻质弹簧,现给木块一个水平向右的瞬时冲量I,使木块m沿车上表面向右滑行,在木块与弹簧相碰后又沿原路返回,并且恰好能到达小车的左端而相对小车静止,关于木块m、平板小车M的运动状态,动量和能量转化情况的下列说法中正确的是( )![]()
A.木块m的运动速度最小时,系统的弹性势能最大
B.木块m所受的弹力和摩擦力始终对m作负功
C.平板小车M的运动速度先增大后减少,最后与木块m的运动速度相同;木块m的运
动速度先减少后增大,最后与平板小车M的运动速度相同
D.由于弹簧的弹力对木块m和平板小车M组成的系统是内力,故系统的动量和机械能均守恒
【答案】C
【解析】解:A、m向右压缩弹簧开始,做减速运动,小车做加速运动,当两者向右速度相等时,弹簧压缩至最短,弹性势能最大,然后m继续做减速,M继续做加速,弹性势能减小,故A错误;
B、木块m所受的摩擦力先对木块做负功,后做正功.故B错误;
C、m向右运动到开始压缩弹簧以及弹簧恢复原长的过程中,平板车的速度一直增大,弹簧恢复原长后,由于m的速度小于M的速度,m做加速运动,M做减速运动,最终两者速度相等,可知整个过程,平板车速度线增大后减小,木块速度先减小后增大,故C正确.
D、由于弹簧的弹力对木块m和平板小车M组成的系统是内力,故系统的动量守恒,由于摩擦产生内能,则机械能不守恒,故D错误.
故选:C.
根据木块和平板车的受力,分析出木块和平板车在整个过程中的运动规律,得出它们速度的变化,根据力与运动方向的关系判断做功情况,结合动量守恒和机械能守恒的条件判断动量和机械能是否守恒.
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