13.如圖(a)所示,水平地面上一根輕彈簧,一端連接壓力傳感器并固定在墻上,彈簧水平且無形變.一小物塊以一定的初速度撞向彈簧,通過壓力傳感器,測出這一過程彈簧彈力的大小F隨時間t變化的圖象如圖(b)所示,則( 。
A.t1~t3 這段時間內(nèi),小物塊和彈簧所組成的系統(tǒng)機械能守恒
B.t2 時刻小物塊的動能最大
C.t2~t3 這段時間內(nèi),小物塊增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能
D.t2~t3 這段時間內(nèi),小物塊的動能先增加后減少

分析 通過分析小球的受力情況和運動情況,分析加速度、速度、動能的變化.由能量守恒定律,分析小球的動能與彈簧勢能之間變化.

解答 解:A、假設小物塊運動過程中不受摩擦力作用,根據(jù)牛頓第二定律可知,物塊運動過程中只受彈簧彈力,則運動學可知,t1到t2與t2到t3,時間間隔相等,與圖象不符,故假設不成立,運動過程中受到的摩擦力,故t1~t3 這段時間內(nèi),小物塊和彈簧所組成的系統(tǒng)機械能不守恒,故A錯誤;
B、t2時刻小物塊所受彈簧彈力最大,由胡克定律F=kx可知,壓縮量最大,此時速度為零,故動能最小,故B錯誤;
C、t2-t3這段時間內(nèi),小物塊的F=F-f,小物塊所受彈力F,有最大變?yōu)樽钚,小物塊的F先減小,后反向增加,加速度先減小后增大,故物塊先做加速度減小的加速度,后作加速度增大的減速運動,則小物塊的動能先增加后減少,根據(jù)能量守恒定律,t2-t3這段時間內(nèi),彈簧減少的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小物塊增加的動能和摩擦生熱,故C錯誤,D正確;
故選:D

點評 本題關(guān)鍵要將物塊的向右的加速和減速過程、向左的加速和減速過程進行分析處理,抓住守恒條件分析系統(tǒng)的機械能守恒.

練習冊系列答案
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