Question

某緩沖裝置的理想模型如圖所示，勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕桿相連，輕桿可在固定的槽內(nèi)移動(dòng)，與槽間的滑動(dòng)摩擦力為定值．輕桿向右移動(dòng)不超過l時(shí)，裝置可安全工作．若一小車以速度v₀撞擊彈簧，已知裝置可安全工作，輕桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且不計(jì)小車與地面間的摩擦．從小車與彈簧剛接觸時(shí)開始計(jì)時(shí)，下列關(guān)于小車運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖象可能正確的是（　　）

• A、
• B、
• C、
• D、

Answer 1

分析：小車把彈簧壓縮到x=

f

k

時(shí)，兩者一起推動(dòng)桿向右減速運(yùn)動(dòng)，這個(gè)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(shí)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：若初速度v₀較小，當(dāng)小車與彈簧接觸時(shí)開始做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度減為零，輕桿仍未動(dòng)，然后小車反向加速運(yùn)動(dòng)，速度仍為v₀，故A正確；
若初速度較大，當(dāng)小車與彈簧接觸時(shí)開始做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧彈力大于摩擦力時(shí)小車和彈簧一起勻減速運(yùn)動(dòng)到速度為零，然后小車反向做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，由于機(jī)械能的損失，小車離開彈簧時(shí)速度小于v₀，故D正確；
故選：AD．

點(diǎn)評(píng)：正緩沖裝置是一種實(shí)用裝置，在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，本題就是根據(jù)某種緩沖裝置改編的一道物理試題，試題設(shè)計(jì)新穎，物理思想深刻．正確解答這道試題，要求考生具有扎實(shí)的高中物理基礎(chǔ)以及很強(qiáng)的分析和解決問題的能力，屬于難題．