题目内容

【题目】如图所示,AB两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上,BC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,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。已知A的质量为4mBC的质量均为m,重力加速度为g,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沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。下列说法正确的是( )

A. 斜面倾角α = 30°

B. A获得最大速度为

C. C刚离开地面时,B的加速度最大

D. 从释放AC刚离开地面的过程中,AB两小球组成的系统机械能守恒

【答案】AB

【解析】试题分析:C刚离开地面时,对A有:kx2=mg

此时B有最大速度,即aB=aC=0

则对B有:T-kx2-mg=0

A有:4mgsinα-T=0

以上方程联立可解得:sinα=α="30°" A正确;

初始系统静止,且线上无拉力,对B有:kx1=mg

由上问知,则从释放至A刚离开地面过程中,弹性势能变化量为零;

此过程中ABC组成的系统机械能守恒,即:

4mgx1+x2sinα=mgx1+x2+4m+mvBm2

以上方程联立可解得:

所以A获得最大速度为,故B正确;C刚离开地面时,B的速度最大,说明是受力平衡,故加速度微粒,故C正确;从释放AC刚离开地面的过程中,ABC及弹簧组成的系统机械能守恒,故D错误.故选ABC

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