Question

【題目】如圖所示，豎直放置的彈簧下端固定在水平地面上，上端與一質(zhì)量為m的物體A拴接，物體A的上端疊放一質(zhì)量為2m的物體B，現(xiàn)用F1=3mg的豎直向下的外力作用在物體B上，使A，B處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)彈簧從原長(zhǎng)壓縮了4cm，撤去F1 ， A，B向上運(yùn)動(dòng)，剛好一起運(yùn)動(dòng)到彈簧原長(zhǎng)位置，現(xiàn)用質(zhì)量為m的物體C替代物體B，用F2=4mg豎直向下的外力作用在C上，讓A，C仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，撤去F2 ， AC向上運(yùn)動(dòng)，C上升的最大位移為H，則（ ）

A.H=3cm
B.H=4cm
C.H=6cm
D.H=8cm

Answer 1

【答案】C
【解析】解：物體A的上端疊放一質(zhì)量為2m的物體B，用F1=3mg的豎直向下的外力作用在物體B上時(shí)，彈簧的彈力等于物體的重力與F1的和，即：

F初=mg+2mg+F1=6mg…①

用質(zhì)量為m的物體C替代物體B，用F2=4mg豎直向下的外力作用在C上時(shí)：

F末=mg+mg+F2=6mg…②

可知兩次彈簧的彈力大小是相等的，所以?xún)纱螐椈傻男巫兞渴窍嗟鹊模瑒t兩次彈簧壓縮的彈性勢(shì)能也是相等的，設(shè)彈簧的最大彈性勢(shì)能為EP；

撤去F1，A、B向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能恰好轉(zhuǎn)化為A與B的重力勢(shì)能，所以：

EP=（mg+2mg）△x…③

撤去F2，AC向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為A與C的重力勢(shì)能和動(dòng)能，則：

…④

A與C到達(dá)彈簧的原長(zhǎng)時(shí)，C與A分離，C與A分離后C向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能仍然守恒，則：

…⑤

C上升的總高度：H=△x+h…⑥

聯(lián)立得：H=6cm

故C正確，ABD錯(cuò)誤．

故選：C

【考點(diǎn)精析】本題主要考查了彈性勢(shì)能和功能關(guān)系的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握彈性勢(shì)能是物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量；當(dāng)只有重力（或彈簧彈力）做功時(shí)，物體的機(jī)械能守恒；重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少:W G =E p1 -E p2；合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W 合 =E k2 -E k1 （動(dòng)能定理）；除了重力（或彈簧彈力）之外的力對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1才能正確解答此題．