题目内容
【题目】在倾角为的光滑固定斜面上有两个轻弹簧连接的物块,它们的质量分别为,弹簧的劲度系数为,为一固定挡板,系统处于静止状态。现用一沿斜面方向的恒力拉物块使之沿斜面向上运动,当刚离开时,的速度为,加速度为,且方向沿斜面向上。设弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为,则( )
A. 当刚离开时,发生的位移大小为
B. 从静止到刚离开的过程中,物块克服重力做功为
C. 刚离开,恒力对做功的功率为
D. 当的速度达到最大时,的加速度大小为
【答案】ABC
【解析】开始时,弹簧处于压缩状态,压力等于物体A重力的下滑分力,根据胡克定律,有:
mgsinθ=kx1, 解得: ; 物块B刚要离开C时,弹簧的拉力等于物体B重力的下滑分力,根据胡克定律,有;2mgsinθ=kx2;解得: ,故物块A运动的距离为:△x=x1x2=,故A正确;从静止到B刚离开C的过程中,物块A克服重力做功为W=mg△xsinx= ,故B正确;此时物体A受拉力、重力、支持力和弹簧的拉力,根据牛顿第二定律,有:F-mgsinθ-T=ma;弹簧的拉力等于物体B重力的下滑分力,为:
T=2mgsinθ,故:F=3mgsinθ+ma,恒力对A做功的功率为(3mgsinθ+ma)v.故C正确;当A的速度达到最大时,A受到的合外力为0,则:F-mgsinθ-T′=0,所以:T′=2mgsinθ+ma;
B沿斜面方向受到的力:FB=T′-2mgsinθ=ma;又:FB=2ma′,所以: .故D错误.故选ABC.
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