题目内容

倾角为37°的光滑斜面上固定一个槽,劲度系数k=20N/m、原长l0=0.6m的轻弹簧下端与轻杆相连,开始时杆在槽外的长度l=0.3m,且杆可在槽内移动,杆与槽间的滑动摩擦力大小f=6N,杆与槽之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。质量m=1kg的小车从距弹簧上端L=0.6m处由静止释放沿斜面向下运动。已知弹性势能,式中x为弹簧的形变量。(g=10m/s2,sin37°=0.6)。关于杆的运动情况,下列说法正确的是( )
A.杆始终保持静止
B.杆从开始运动到完全进入槽内所用时间小于0.1s
C.杆从开始运动到完全进入槽内所用时间等于0. 1s
D.杆从开始运动到完全进入槽内所用时间大于0.1s
C

试题分析:假设杆不动,小车下滑压缩弹簧最大时,由能量守恒定律可知:,解得:,所以弹簧的弹力,即杆在槽内发生移动.将小车和杆及弹簧看成一整体,当弹簧和杆整体受到的力等于静摩擦力的时候,轻杆开始滑动,由解得:,当弹簧的压缩量为0.3m的时候,弹簧的弹力和小车重力在斜面上的分力相等,此时整个系统开始做匀速运动设此速度为v,从小车开始运动到做匀速运动,由能量守恒定律得:,代入数据求得:v=3m/s,所以杆从开始运动到完全进入槽内所用时间为:,故选项C正确.考点:
练习册系列答案
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