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5.如图所示,平板小车静止在光滑的水平面上,车的左端固定一个轻质弹簧,物块将弹簧压缩后用细绳系在物块和小车上,物块与弹簧并不栓接,当小车固定时,剪断细绳,物块滑到小车C点恰好静止,BC=CD,如果小车不固定,剪断细绳,则(  )
A.滑到BC间停住B.还是滑到C点停住
C.滑到CD间停住D.会冲出D点落到车外

分析 物块克服摩擦力做功使系统的机械能减少,小车不固定时系统动量守恒,应用动量守恒定律与能量守恒定律分析判断物块停止的位置.

解答 解:小车固定不动时,物块在小车上滑动,物块与车的相对位移为:BC,
克服摩擦力做功,使系统的机械能减少,由能量守恒定律可知,克服摩擦力做功等于弹簧的弹性势能,EP=μmgBC;
小车不固定时,系统动量守恒,由于系统初状态动量为零,由动量守恒定律可知,系统末状态动量也为零,
最终物块静止在小车上,系统克服摩擦力做功,由能量守恒定律可知:EP=μmgx,已知:EP=μmgBC,则x=BC,物块仍然停在C点;
故选:B.

点评 物块在小车上滑动时克服摩擦力做功使系统机械能减少,应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出物块相对于小车的位移大小,然后确定小车的位置.

练习册系列答案
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