题目内容
【题目】如图甲所示,倾角为θ的光滑斜面固定在水平面上,劲度系数为k的轻弹簧,下端固定在斜面底端,上端与质量为m的物块A连接,A的右侧紧靠一质量为m的物块B,但B与A不粘连。初始时两物块均静止。现用平行于斜面向上的拉力F作用在B,使B做加速度为a的匀加速运动,两物块在开始一段时间内的v-t图象如图乙所示,t1时刻A、B的图线相切,t2时刻对应A图线的最高点,重力加速度为g,则( )
A.
B. t2时刻,弹簧形变量为
C. t2时刻弹簧恢复到原长,物块A达到速度最大值
D. 从开始到t1时刻,拉力F做的功比弹簧释放的势能少
【答案】BD
【解析】
由图读出,t1时刻A、B开始分离,对A根据牛顿第二定律有:kx-mgsinθ=ma;开始时有:2mgsinθ=kx0,又x0-x=at12;联立以三式得: .故A错误。由图知,t2时刻A的加速度为零,速度最大,根据牛顿第二定律和胡克定律得:mgsinθ=kx,则得:x=,此时弹簧处于压缩状态,故B正确,C错误。由图读出,t1时刻A、B开始分离,对A根据牛顿第二定律:kx-mgsinθ=ma…①
开始时有:2mgsinθ=kx0…②
从开始到t1时刻,弹簧释放的势能 EP=kx02- kx2…③
从开始到t1时刻的过程中,根据动能定理得:WF+EP-2mgsinθ(x0-x)= 2mv12…④
2a(x0-x)=v12…⑤
由①②③④⑤解得:WF-EP=-;所以拉力F做的功比弹簧释放的势能少,故D正确。故选BD.
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