Question

如圖，一輕彈簧左端固定在長(zhǎng)木塊M的左端，右端與小木塊m連接，且m、M及M與地面間接觸光滑。開始時(shí)，m和M均靜止，現(xiàn)同時(shí)對(duì)m、M施加等大反向的水平恒力F₁和F₂。在兩物體開始運(yùn)動(dòng)以后的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)m、M和彈簧組成的系統(tǒng)（整個(gè)過程中彈簧形變不超過其彈性限度），正確的說法是

1. A.
   由于F₁、F₂等大反向，故系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能也守恒
2. B.
   F₁、F₂分別對(duì)m、M做正功，故系統(tǒng)機(jī)械能不斷增加
3. C.
   當(dāng)彈簧彈力大小與F₁、F₂大小相等時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能最大
4. D.
   系統(tǒng)機(jī)械能最大時(shí)，兩物體動(dòng)能都為零

Answer 1

D
考點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律．
分析：F₁和F₂等大反向，但是由于它們的位移不同，所以做的功的大小不同，當(dāng)彈簧彈力大小與F₁、F₂大小相等時(shí)，物體受到的合力的大小為零，此時(shí)物體的速度的大小達(dá)到最大，再根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以判斷物體加速度的變化．
解答：解：A、由于F₁、F₂對(duì)系統(tǒng)做功之和不為零，故系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；
B、由于F₁、F₂先對(duì)系統(tǒng)做正功，當(dāng)兩物塊速度減為零時(shí)，彈簧的彈力大于F₁、F₂，之后，兩物塊再加速相向運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)₁、F₂對(duì)系統(tǒng)做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能開始減少，B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)彈簧彈力大小與F₁、F₂大小相等時(shí)，M和m受力平衡，加速度減為零，此時(shí)速度達(dá)到最大值，各自的動(dòng)能最大，但是其后外力F依然對(duì)系統(tǒng)做正功，所以機(jī)械能繼續(xù)增大，故C錯(cuò)誤
D、由于F₁、F₂先對(duì)系統(tǒng)做正功，當(dāng)兩物塊速度減為零時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能達(dá)到最大值，之后，兩物塊再加速相向運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)₁、F₂對(duì)系統(tǒng)做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能開始減少，D正確．
故選D．
點(diǎn)評(píng)：本題涉及到彈簧，功、機(jī)械能守恒的條件、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系等較多知識(shí)．題目情景比較復(fù)雜，全面考查考生理解、分析、解決問題的能力．