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.

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