题目内容
如图所示,质量为M倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面上,底部与地面的动摩擦因数足够大,斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为
L时将物块由静止开始释放,物块将在某一平衡位置两侧做简谐运动,在运动过程中斜面体始终处于静止状态,重力加速度为g,求:![]()
(1)物块处于平衡位置时弹簧的伸长量;
(2)依据简谐运动的对称性,求物块m在运动的最低点的加速度的大小;
(3)若在斜面体的正下方安装一个压力传感器,求在物块m运动的全过程中,此压力传感器的最大示数。
(1)
(2)
(3)![]()
解析试题分析:(1)设物块处于平衡位置时弹簧的伸长量为Δl,则
解得![]()
(2)根据简谐运动的对称性可知,最高点和最低点的加速度相同。
在最高点,由牛顿第二定律得:
解得: ![]()
(3)由于斜面受力平衡,则在竖直方向上有:![]()
其中:
,
根据牛顿第三定律解得:![]()
(用整体法分析得到相同答案亦给分)
考点:考查了牛顿第二定律,共点力平衡,胡克定律
练习册系列答案
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风洞是进行空气动力学实验的一种主要设备。如图是一重为G的设备模型在风洞中进行模拟实验的示意图,其中AB代表模型的截面,OL为模型的牵引绳,风向水平。模型静止在空中时,牵引绳水平,模型平面与水平面的夹角为θ。现增大风对模型的作用力的同时保持绳子水平,模型仍保持静止状态,下列分析正确的是![]()
| A.绳子张力可能不变 |
| B.绳子张力一定减小 |
| C.模型平面与水平面的夹角可能不变 |
| D.模型平面与水平面的夹角一定增大 |