题目内容
【题目】如图所示,物体A和带负电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接,A、B的质量分别是m和2m , 劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在水平面上,另一端与物体A相连,倾角为θ的斜面处于沿斜面向上的匀强电场中,整个系统不计一切摩擦。开始时,物体B在一沿斜面向上的外力F=3mgsinθ的作用下保持静止且轻绳恰好伸直,然后撤去外力F , 直到物体B获得最大速度,且弹簧未超过弹性限度,则在此过程中( )
A.撤去外力F的瞬间,物体B的加速度为
B.B的速度最大时,弹簧的伸长量为
C.物体A的最大速度为
D.物体A、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量等于物体B电势能的减少量
【答案】B
【解析】解答:在外力撤去前,绳子刚好伸直,拉力为零,
对B受力分析可得 ,即 ,所以撤去外力的瞬间B在沿斜面方向上只受沿斜面向下的重力的分力,沿斜面向下的电场力,
故有 ,所以撤去外力瞬间的加速度 ,A错误;随着B沿着斜面下滑,绳子的拉力逐渐增大,当 时,即合力为零时,
B的速度最大,此时 ,解得 ,B正确;
对AB整体有动能定理可得 ,解得 ,故C错误;由于过程中只有重力和电场力,弹力做功,所以根据能量守恒看得物体A、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量等于物体B电势能的减少量和B物体机械能的减小量,故D不正确.
分析:本题考查了牛顿第二定律的应用及动能定理
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