问题 多选题

如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变.用水平力,缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,此时物体静止.撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0.物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则(  )

A.撤去F后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动

B.撤去F后,物体刚运动时的加速度大小为

kx0
m
-μg

C.物体做匀减速运动的时间为2

x0
μg

D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为μmg(x0-

μmg
k)

答案

A、撤去F后,物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力,滑动摩擦力不变,而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小,弹力先大于滑动摩擦力,后小于滑动摩擦力,则物体向左先做加速运动后做减速运动,随着弹力的减小,合外力先减小后增大,则加速度先减小后增大,故物体先做变加速运动,再做变减速运动,最后物体离开弹簧后做匀减速运动;故A错误.

B、撤去F后,根据牛顿第二定律得物体刚运动时的加速度大小为a=

kx0-μmg
m
=
kx0
m
-μg
.故B正确.

C、由题,物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0,由牛顿第二定律得:匀减速运动的加速度大小为a=

μmg
m
=μg.将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动,则

   3x0=

1
2
at2,得t=
6x0
μg
.故C错误.

D、由上分析可知,当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时,速度最大,此时弹簧的压缩量为x=

μmg
k
,则物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为W=μmg(x0-x)=μmg(x0-
μmg
k
)
.故D正确.

故选BD

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