Question

如圖甲所示，一輕彈簧的兩端分別與質(zhì)量為m₁和m₂的兩物塊相連接，并且靜止在光滑的水平面上．現(xiàn)使m₁瞬時(shí)獲得水平向右的速度3m/s，以此刻為時(shí)間零點(diǎn)，兩物塊的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，從圖象信息可得（ ）
A．在t₁、t₃時(shí)刻兩物塊達(dá)到共同速度1m/s且彈簧都是處于壓縮狀態(tài)
B．從t₃到t₄時(shí)刻彈簧由伸長(zhǎng)狀態(tài)逐漸恢復(fù)原長(zhǎng)
C．兩物體的質(zhì)量之比為m₁：m₂=1：2
D．在t₂時(shí)刻兩物體的動(dòng)量之比為P₁：P₂=1：2

Answer 1

【答案】分析：兩物塊和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能也守恒，系統(tǒng)總動(dòng)能最小時(shí)，彈性勢(shì)能最大，據(jù)此根據(jù)圖象中兩物塊速度的變化可以分析系統(tǒng)動(dòng)能和彈性勢(shì)能的變化情況．根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能結(jié)合進(jìn)行分析．
解答：解：A、由圖可知t₁、t₃時(shí)刻兩物塊達(dá)到共同速度1m/s，總動(dòng)能最小，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒可知，此時(shí)彈性勢(shì)能最大，t₁時(shí)刻彈簧處于壓縮狀態(tài)，t₃時(shí)刻彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)．故A錯(cuò)誤；
B、結(jié)合圖象弄清兩物塊的運(yùn)動(dòng)過程，開始時(shí)m₁逐漸減速，m₂逐漸加速，彈簧被壓縮，t₁時(shí)刻二者速度相當(dāng)，系統(tǒng)動(dòng)能最小，勢(shì)能最大，彈簧被壓縮最厲害，然后彈簧逐漸恢復(fù)原長(zhǎng)，m₂依然加速，m₁先減速為零，然后反向加速，t₂時(shí)刻，彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)狀態(tài)，由于此時(shí)兩物塊速度相反，因此彈簧的長(zhǎng)度將逐漸增大，兩木塊均減速，當(dāng)t₃時(shí)刻，二木塊速度相等，系統(tǒng)動(dòng)能最小，彈簧最長(zhǎng)，因此從t₃到t₄過程中彈簧由伸長(zhǎng)狀態(tài)恢復(fù)原長(zhǎng)，故B正確；
C、系統(tǒng)動(dòng)量守恒，選擇開始到t₁時(shí)刻列方程可知：m₁v₁=（m₁+m₂）v₂，將v₁=3m/s，v₂=1m/s代入得：m₁：m₂=1：2，故C正確；
D、在t₂時(shí)刻m₁的速度為：v₁=-1m/s，m₂的速度為：v₂=2m/s，根據(jù)m₁：m₂=1：2，則動(dòng)量之比為P₁：P₂=-1：4．故D錯(cuò)誤．
故選BC．
點(diǎn)評(píng)：對(duì)于這類彈簧問題注意用動(dòng)態(tài)思想認(rèn)真分析物體的運(yùn)動(dòng)過程，注意過程中的功能轉(zhuǎn)化關(guān)系；解答時(shí)注意動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒列式分析，同時(shí)根據(jù)圖象，分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)情況．