题目内容

【题目】如图所示,AB两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上, 斜面倾角α=30°,BC两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上。现用手控制住A滑块,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为M,BC的质量均为m,重力加速度为g,A与斜面间的动摩擦因数细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态。释放A,A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。设A沿下面下滑的最大速度为vm下列说法正确的是( )

A. M=6.4m

B. AB速度最大时弹簧处于原长状态

C. A到达最低点时,C速度大小为7.4vm

D. 从释放AC刚离开地面的过程中,AB两小球组成的系统机械能一直减小

【答案】ACD

【解析】

A、B、初态B球平衡而细绳无拉力时,设弹簧的压缩量为x1,当A下滑的速度最大而C即将离开地面时,A的加速度为零且C平衡,设弹簧的伸长量为x2,有;联立解得;故A正确,B均错误.

C、A沿下面下滑的最大速度为vm开始一直到A到达最低点速度减为零ABC组成的系统在沿着绳的方向外力之和为零,是一对弹簧的弹力作用,让AB减速,C加速,故系统在沿着绳的方向动量守恒,有,解得,故C正确;

D、从释放AC刚离开地面的过程中,A和B的体系统有除重力做功以外的两个力做功,斜面的摩擦力做负功,弹簧的弹力先做正功后做负功,而从释放A到弹簧恢复到原长时,逐渐减小,,故 这两个力的总功为负功逐渐增大AB的系统机械能减小当弹簧从原长到伸长为x2弹力和摩擦力均做负功,总功为负功逐渐增大AB的系统机械能继续减小,D正确.

故选ACD.

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