题目内容

2.如图所示,在光滑水平面上,一轻质弹簧的右端固定在竖直墙壁上,弹簧的劲度系数为k.一物块在水平恒力F作用下向右做直线运动,接触弹簧后,压缩弹簧,直至速度为零.在整个过程中,物体一直受到力F的作用,弹簧一直在弹性限度内.在物块与弹簧接触后向右运动的过程中,速度先变大后变小(选填“变大”“变小”“不变”“先变大后变小”“先变小后变大”);加速度为0时,弹簧的形变量为$\frac{F}{k}$.

分析 木块接触弹簧后,水平方向受到恒力F和弹簧的弹力,根据弹力与F的大小关系,确定合力方向与速度方向的关系,判断木块的运动情况.

解答 解:当木块接触弹簧后,水平方向受到向右的恒力F和弹簧水平向左的弹力;
弹簧的弹力先小于恒力F,后大于恒力F,木块所受的合力方向先向右后向左,则木块先做加速运动,后做减速运动,当弹力大小等于恒力F时,木块的速度为最大值;
加速度为零时,弹力和推力平衡,故弹簧的压缩量:x=$\frac{F}{k}$;
故答案为:先变大后变小,$\frac{F}{k}$.

点评 本题考查分析物体受力情况和运动情况的能力,要抓住弹簧弹力的可变性进行动态分析;同时要明确合力与速度同向时加速,合力与速度反向时减速.

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