题目内容

5.如图所示,劲度系数为k的轻弹簧,下端固定,上端与B连接,斜面光滑,质量均为m的A、B两物体紧靠在一起,处于静止状态,现用一个平行于斜面向上的拉力F拉物体A,使A物体做加速度为a的匀加速运动,已知在A、B分离前,拉力F随物体发生的位移x变化的图象如图所示,重力加速度为g,则下列表述中正确的是(  )
A.F0=2m(a+gsinθ)B.F0=2maC.x0=$\frac{2mgsinθ}{k}$D.x0=$\frac{2ma}{k}$

分析 根据初始状态两物体处于平衡,对整体分析,根据平衡求出弹簧初始状态的压缩量,即x0的大小.对整体分析,根据牛顿第二定律对初始状态列出牛顿第二定律的表达式,从而求出F0的大小.

解答 解:初始状态时,A、B处于静止,根据平衡有:F=kx0=2mgsinθ,解得:${x}_{0}^{\;}=\frac{2mgsinθ}{k}$.
当用力拉力A向上做匀加速直线运动时,有:F0+F-2mgsinθ=2ma,解得:F0=2ma,故BC正确,AD错误.
故选:BC.

点评 此题是物体的平衡及牛顿第二定律的应用问题,施加拉力前,物块AB处于静止状态,由平衡条件可知相互作用,从受力角度看,两物体分离的条件是两物体间的作用力为零,从运动学角度看,一起运动的两物体恰好分离时,两物体在沿斜面方向上的加速度和速度仍相等.

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