题目内容
【题目】如图所示,A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的斜面上,斜面的倾角=30°,B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上。现用手控制住A球,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。己知A球的质量为M,B、C球的质量均为m,重力加速度为g,A与斜面间的动摩擦因数=,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态。释放A后,A沿斜面下滑至最低点时C恰好离开地面。下列说法正确的是( )
A. M=3.2m
B. A、B速度最大时弹簧处于原长状态
C. A到达最低点后会继续沿斜面上升
D. 从释放A到C刚离开地面的过程中,A、B两小球组成的系统机械能先增加后减小
【答案】ABD
【解析】A、弹簧原来处于压缩状态由平衡知: 得:
当C刚要离开地面时,由平衡知: ,得:
所以在此过程中A沿斜面下降了
当A下落到最低点是速度为零,由能量守恒知:
,得:M=3.2m, 故A对
B、以AB整体为对象,当AB的加速度等零时,速度由最大值,此时AB受力平衡,得
解得: ,故B对;
C、当A下落到最低点时,弹簧有向下的拉力T=mg,把AB作为一个整体分析受力得:
,所以不会沿斜面上滑,故C错;
D、刚开始弹簧的弹力 ,对AB系统来说,机械能的变化与弹簧的弹力和摩擦力做功有关,一开始弹力做正功,摩擦力做负功,且正功大于负功,所以机械能增加,随着弹力的减小,弹力做的正功越来越小,机械能也减小,当弹簧被拉长后,弹力和摩擦力都做负功,机械能还是在减小,所以AB系统的机械能先增大后减小,故D对;
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