Question

如圖所示，兩質量相等的物塊A、B，A通過一輕質彈簧與一豎直的墻面連接，B足夠長，并放置在水平面上，A與B間動摩擦因數為μ₁，B與地面間的動摩擦因數為μ₂，且μ₁<2μ₂。彈簧開始時處于原長，運動過程中始終處在彈性限度內。在物塊A上施加一個較大的水平恒力F作用后，物塊A從靜止開始向右運動，設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，則下列說法中正確的有：

A．物塊A向右做變加速運動，物塊B向右做勻加速直線運動
B．當物塊A的速度最大時，水平恒力F與彈簧的彈力不相等
C．當物塊A速度最大時，由彈簧、物塊A和物塊B所組成的系統機械能最大
D．在物塊A從開始運動到速度再次為零的過程中，水平恒力F所做的功等于彈簧的彈性勢能增加與物塊A的動能增加之和

Answer 1

B

AB間的滑動摩擦力大小為μ₁mg，地面對B的最大靜摩擦力為μ₂×2mg,由此可知μ₂×2mg>μ₁mg,所以B與地面保持相對靜止，AB間發生相對滑動，A錯；當拉力F與A的滑動摩擦力、彈力相等時A的速度最大，B對；速度增大到最大后，A依然向右運動，拉力F繼續做正功，系統機械能繼續增大，C錯；由能量守恒定理可知拉力、摩擦力、彈力做的總功等于動能的變化量，在物塊A從開始運動到速度再次為零的過程中，水平恒力F所做的功等于彈簧的彈性勢能增加與物塊A的動能增加、摩擦力對系統做功之和