Question

如圖是某緩沖裝置，勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與直桿相連，直桿可在固定的槽內(nèi)移動(dòng)，與槽間的滑動(dòng)摩擦力恒為f，直桿質(zhì)量不可忽略．一質(zhì)量為m的小車以速度υ₀撞擊彈簧，最終以速度υ彈回．直桿足夠長，且直桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，不計(jì)小車與地面的摩擦．則（　�。�

• A、小車被彈回時(shí)速度υ一定小于υ₀
• B、直桿在槽內(nèi)移動(dòng)的距離等于

  1

  f

  (

  1

  2

  m

  υ

  2 0

  -

  1

  2

  mυ2)
• C、直桿在槽內(nèi)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，小車與直桿始終保持相對(duì)靜止
• D、彈簧的彈力可能大于直桿與槽間的最大靜摩擦力

Answer 1

分析：小車把彈簧壓縮到x=

f

K

時(shí)，兩者一起推動(dòng)桿向右減速運(yùn)動(dòng)，這個(gè)過程中，桿受到的摩擦力不變，彈簧的壓縮量x先增大，到車與桿的速度相等時(shí)x保持不變，直到桿的速度減為0，小車才被彈簧反彈．

解答：解：A、小車在向右運(yùn)動(dòng)的過程中，彈簧的形變量若始終小于x=

f

K

時(shí)，直桿和槽間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，小車被彈回時(shí)速度υ一定等于υ₀；若形變量等于x=

f

K

時(shí)，桿和槽間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，克服摩擦力做功，小車的動(dòng)能減小，所以小車被彈回時(shí)速度υ一定小于υ₀，A錯(cuò)誤；
B、整個(gè)過程應(yīng)用動(dòng)能定理：fs=△E_K，直桿在槽內(nèi)移動(dòng)的距離s=

1

f

(

1

2

m

υ

2 0

-

1

2

mυ2)，B正確；
C、直桿在槽內(nèi)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，開始小車速度比桿的大，所以不可能與直桿始終保持相對(duì)靜止，C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)彈力等于最大靜摩擦力時(shí)桿即開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)車的速度大于桿的速度，彈簧進(jìn)一步被壓縮，彈簧的彈力大于最大靜摩擦力，D正確；
故選：BD

點(diǎn)評(píng)：正緩沖裝置是一種實(shí)用裝置，在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，本題就是根據(jù)某種緩沖裝置改編的一道物理試題，試題設(shè)計(jì)新穎，物理思想深刻．正確解答這道試題，要求考生具有扎實(shí)的高中物理基礎(chǔ)以及很強(qiáng)的分析和解決問題的能力．