题目内容

【题目】如图所示,一辆小车静置在水平地面上,用一条遵守胡克定律的橡皮筋将小球悬挂于车顶点,在点正下方有一光滑小钉,它到点的距离恰好等于橡皮筋原长。现使小车从静止开始向右做加速度逐渐增大的直线运动,在此运动过程中(橡皮筋始终在弹性限度内)

A. 小球的高度保持不变

B. 小球的重力势能不断增大

C. 橡皮筋长度保持不变

D. 小球只受橡皮筋的拉力和重力,所以机械能守恒

【答案】A

【解析】

L0为橡皮筋的原长,k为橡皮筋的劲度系数,小车静止时,对小球受力分析得:T1=mg
弹簧的伸长,即小球与悬挂点的距离为L1=L0+;当小车的加速度稳定在一定值时,对小球进行受力分析如图,得:

T2cosα=mgT2sinα=ma,所以:,弹簧的伸长:,则小球与悬挂点的竖直方向的距离为:,即小球在竖直方向上到悬挂点的距离不变,故A正确。小球的高度保持不变,则重力势能不变,选项B错误;橡皮筋的长度:,则随α角的变化而变化,选项C错误;随加速度的增加,小球的重力势能不变,动能变化,则机械能变化,选项D错误.

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