题目内容

【题目】如图所示,轻弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住质量为m=1kg的小球,现在将小球与不可伸长的轻绳一端相连,弹簧被拉长到B(在弹性限度内),轻绳与竖直方向成θ=45°角,此时小球处于静止状态,且刚好与水平面接触但没有压力,剪断轻绳后,小球向左最远可以运动到A处,已知小球与水平面间的动摩擦因数为μ=0.4,g=10m/s2,以下说法中正确的是 ( )

A. 当剪断轻绳的瞬间,小球的加速度大小为6m/s2

B. 当剪断轻绳的瞬间,小球的加速度大小为10m/s2

C. 小球从B运动到O的过程,加速度逐渐减小,速度逐渐增大

D. 小球从B运动到O的过程,速度先增大后减小

【答案】AD

【解析】

先分析剪断轻绳前弹簧的弹力和轻绳的拉力大小,再研究剪断轻绳瞬间,抓住弹簧的弹力没有变化,求解小球的合力,由牛顿第二定律求出小球的加速度和水平面对小球的支持力,结合受力分析,利用牛顿第二定律判断出加速度的变化及速度的变化。

剪断轻绳前小球受力情况,如图所示,根据平衡条件得:


轻弹簧的弹力大小F=mg=10N,水平面对小球的支持力大小N=mg=10N,摩擦力大小为f=μmg=4N,根据牛顿第二定律得:加速度方向向左,故A正确,B错误;从BO得过程中,当弹簧的弹力等于摩擦力时,此时的加速度为零,在此位置右侧,加速度减小,做加速运动,在此位置右侧,加速度增大,做减速运动,故速度先增大后减小,故C错误,D正确。所以AD正确,BC错误。

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