题目内容

【题目】如图甲所示,在水平地面上固定一倾角为30°的光滑斜面,一劲度系数k=100N/m的轻质弹簧,其下端固定在斜面底端,整根弹簧足够长且处于自然状态。质量为m=2.0kg的滑块从距离弹簧上端x0=0.35m处由静止释放。设滑块与弹簧接触过程系统没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,取重力加速度大小为g=10m/s2。规定滑块释放处为坐标原点O、沿斜面向下为位移x正方向。则(  )

A.当滑块下滑位移x≤x0时,其加速度大小为a=5m/s2

B.滑块下滑过程做匀加速运动

C.当滑块下滑位移x>x0时,其加速度大小为a=(22.5–50x)m/s2

D.滑块下滑速度的最大值vm=2m/s

【答案】ACD

【解析】

A.当滑块下滑位移x≤x0时,重力沿斜面的分力即为物体的合外力,根据牛顿第二运动定律得

解得其加速度大小为

故A正确;

B.滑块下滑过程中接触弹簧以后合外力发生变化,加速度就会改变,故B错误;

C.当滑块下滑位移x>x0时,沿斜面对物体进行受力分析并根据牛顿第二定律得

带入数据解得加速度

故C正确;

D. 当滑块接触弹簧后,弹簧被压缩,滑块加速度逐渐减小,当加速度为0时,设弹簧形变为x,弹簧弹力和重力分力平衡,得

代入数据得

x=0.1m

即

处加速度为0,根据机械能守恒

滑块下滑速度的最大值为2m/s,故D正确。

故选ACD。

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