Question

5．如圖所示，固定在水平面上的豎直輕彈簧上端與質量為M的物塊A相連，靜止時物塊A位于P處，另有一質量為m的物塊B，從A的正上方Q處自由下落，與A發生碰撞立即具有相同的速度，然后A、B一起向下運動，將彈簧繼續壓縮后，物塊A、B被反彈，下面有關的幾個結論正確的是（　　）

• A． A、B反彈過程中，在P處物塊B與A分離
• B． A、B反彈過程中，在P處物塊A具有最大動能
• C． B可能回到Q處
• D． A、B從最低點向上運動到P處的過程中，速度先增大后減小

Answer 1

分析 B與A相碰撞后，立即具有相同的速度，系統的機械能減小．A、B反彈過程中，當彈簧恢復到原長時，物塊B與C分離．由于系統的機械能損失，B不可能回到Q處．分析整體的受力情況，來判斷運動情況．

解答 解：A、在A、B反彈過程中，當物塊B與A剛分離時，A對B沒有彈力，B只受重力，A和B的加速度均為g，由牛頓第二定律得知，彈簧處于原長狀態，此位置在P點的上方．故A錯誤．
BD、A、B從最低點向上運動到P處的過程中，彈簧的彈力先大于整體的總重力，后小于總重力，整體先向上加速，后向上減速，即速度先增大后減小．當彈力等于總重力時，速度最大，此時物塊的位置在P點的下方，故B錯誤，D正確．
C、根據動量守恒得知，AB碰撞后速度小于碰撞前B的速度，碰撞過程中系統的機械能有損失，所以B不可能回到Q處．故C錯誤．
故選：D

點評 本題屬于含有非彈性碰撞的過程，運用動量守恒和能量守恒結合進行分析．根據物塊C與B剛分離時，A對B沒有彈力，加速度為g，分析物體B的位置．要注意非彈性碰撞過程中系統的機械能不守恒．