Question

質量相等的兩木塊A、B用一輕彈簧栓接，靜置于水平地面上．現用一豎直向上的力F拉動木塊A，使木塊A向上做勻加速直線運動．從木塊A開始做勻加速直線運動到木塊B將要離開地面時的這一過程，下列說法正確的是（設此過程彈簧始終處于彈性限度內 ）（　　）

• A、力F一直增大
• B、彈簧的彈性勢能一直減小
• C、木塊A的動能和重力勢能之和一直增大
• D、兩木塊A、B和輕彈簧組成的系統機械能先增大后減小

Answer 1

分析：A壓著彈簧處于靜止狀態，當力F作用在A上，使其向上勻加速直線運動，導致彈簧的彈力發生變化，根據牛頓第二定律分析力如何變化．
在A上升過程中，彈簧從壓縮到伸長，所以彈簧的彈性勢能先減小后增大．在上升過程中由于除重力與彈力做功外，還有拉力做功，所以系統的機械能與彈簧的彈性勢能之和增加，從而可根據彈簧的彈性勢能來確定木塊的機械能如何變化，以及系統的機械能如何變化．

解答：解：
A、最初彈簧被壓縮，A物體受到豎直向上的彈力等于重力，由于A物體做勻加速直線運動，對A受力分析，開始階段彈簧對A施加向上的支持力，由牛頓第二定律得：
  F-mg+kx=ma，則得F=mg-kx+ma，x減小，F增大；
后來彈簧伸長，對A有向下的拉力，則有：F-mg-kx=ma，則得F=mg+kx+ma，x增大，F增大；所以F一直增大，故A正確．
B、在A上升過程中，彈簧從壓縮到伸長，所以彈簧的彈性勢能先減小后增大，故B錯誤；
C、在上升過程中由于物體A做勻加速運動，所以物體A的速度增大，高度升高，重力勢能也增大，則木塊A的動能和重力勢能之和增大，故C正確；
D、在上升過程中，除重力與彈力做功外，還有拉力做正功，所以兩木塊A、B和輕彈簧組成的系統的機械能一直增大．故D錯誤；
故選：AC．

點評：本題關鍵要能根據牛頓第二定律分析A的受力情況，運用機械能守恒定律的條件、彈力做功與彈性勢能的變化關系分析能量的變化情況．