题目内容
17.如图所示,A、B、C三球质量分别为3m、2m、m,轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连,A、B间固定一个轻杆,B、C间由一轻质细线连接.倾角为θ=30°的光滑斜面固定在地面上,弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始系统处于静止状态.已知重力加速度为g.将细线烧断的瞬间,下列说法正确的是( )A. | A、B两个小球的加速度均沿斜面向上,大小均为$\frac{g}{10}$ | |
B. | B球的加速度为$\frac{g}{2}$,方向沿斜面向下 | |
C. | A、B之间杆的拉力大小为mg | |
D. | A、B之间杆的拉力大小为1.2mg |
分析 先以A、B组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律求A、B两球的加速度.再以B球为研究对象,由牛顿第二定律求杆的拉力大小.
解答 解:AB、烧断细线前,以A、B、C组成的系统为研究对象,系统静止,处于平衡状态,合力为零,则弹簧的弹力为 F=(3m+2m+m)gsinθ=6mgsinθ.以C为研究对象知,细线的拉力为mgsinθ.烧断细线的瞬间,由于弹簧弹力不能突变,弹簧弹力不变,以A、B组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律得:F-(3m+2m)gsinθ=(3m+2m)aAB.
解得A、B两个小球的加速度为 aAB=$\frac{gsinθ}{5}$=$\frac{g}{10}$,方向沿斜面向上,故A正确,B错误.
CD、以B为研究对象,由牛顿第二定律得:FAB-2mgsinθ=2ma
解得杆的拉力为:FAB=1.2mg,故C错误,D正确.
故选:AD
点评 本题的关键点就是抓住绳和弹簧的区别:弹簧的弹力不会突变,而绳在断后弹力会突变为零.这点在做题时要特别留意.
练习册系列答案
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5.如图所示,细绳一端系着质量为M=0.6kg的物体,静止在水平面上,另一端通过光滑小孔O吊着质量m=0.3kg的物体,M与圆孔距离为0.2m,已知M和水平面的最大静摩擦力为2N.现使此平面绕中心轴转动,为使M与盘面不出现相对滑动,盘面转动的角速度可以为:(取g=10m/s2)( )
A. | 2.0rad/s | B. | 3.14 rad/s | C. | 6.0 rad/s | D. | 7.9 rad/s |
2.如图甲所示,AB两端接直流稳压电源,其电压UAB=100V,R0=40Ω,滑动变阻器的总电阻R=20Ω,滑动片处于变阻器中点;如图乙所示,自耦变压器输入端A、B接交流电源,其电压有效值UAB=100V,R0=40Ω,滑动片处于线圈中点位置.则下列分析中正确的是( )
A. | 甲图中UCD=80V,且R0中的电流为2A | |
B. | 乙图中UCD=200V,且R0中的电流的有效值为5A | |
C. | 甲图中UCD=50V,且R0中的电流为1.25A | |
D. | 乙图中UCD=80V,且R0中的电流的最大值约为2$\sqrt{2}$A |