Question

如圖是某緩沖裝置，勁度系數足夠大的輕質彈簧與直桿相連，直桿可在固定的槽內移動，與槽間的滑動摩擦力恒為f，直桿質量不可忽略．一質量為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摩擦力，不計小車與地面的摩擦．則（　　）

• A、小車被彈回時速度υ一定小于υ₀
• B、直桿在槽內移動的距離等于

  1

  f

  (

  1

  2

  m

  υ

  2 0

  -

  1

  2

  mυ2)
• C、直桿在槽內向右運動時，小車與直桿始終保持相對靜止
• 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，兩者一起推動桿向右減速運動，這個過程中，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、小車在向右運動的過程中，彈簧的形變量若始終小于x=

f

K

時，直桿和槽間無相對運動，小車被彈回時速度υ一定等于υ₀；若形變量等于x=

f

K

時，桿和槽間出現相對運動，克服摩擦力做功，小車的動能減小，所以小車被彈回時速度υ一定小于υ₀，A錯誤；
B、整個過程應用動能定理：fs=△E_K，直桿在槽內移動的距離s=

1

f

(

1

2

m

υ

2 0

-

1

2

mυ2)，B正確；
C、直桿在槽內向右運動時，開始小車速度比桿的大，所以不可能與直桿始終保持相對靜止，C錯誤；
D、當彈力等于最大靜摩擦力時桿即開始運動，此時車的速度大于桿的速度，彈簧進一步被壓縮，彈簧的彈力大于最大靜摩擦力，D正確；
故選：BD

點評：正緩沖裝置是一種實用裝置，在生產和生活中有著廣泛的應用，本題就是根據某種緩沖裝置改編的一道物理試題，試題設計新穎，物理思想深刻．正確解答這道試題，要求考生具有扎實的高中物理基礎以及很強的分析和解決問題的能力．