题目内容

19.如图所示,固定于地面、倾角为θ的光滑斜面上有一轻质弹簧,轻质弹簧一端与固定于斜面底端的挡板C连接,另一端与物块A连接,物块A上方放置有另一物块B,物块A、B质量均为m且不粘连,整个系统在沿斜面向下的恒力F作用下而处于静止状态.某一时刻将力F撤去,若在弹簧将A、B弹起过程中,A、B能够分离,则下列叙述正确的是(  )
A.从力F撤去到A、B发生分离的过程中,弹簧及A、B物块所构成的系统机械能守恒
B.A、B被弹起过程中,A、B即将分离时,两物块速度达到最大
C.A、B刚分离瞬间,A的加速度大小为gsinθ
D.若斜面为粗糙斜面,则从力F撤去到A、B发生分离的过程中,弹簧减少的弹性势能一定大于A、B增加的机械能与系统摩擦生热之和

分析 系统机械能守恒的条件是只有重力和弹簧的弹力做功.A、B被弹起过程中,合力等于零时,两物块速度达到最大.A、B刚分离瞬间,以B为研究对象,求解B的加速度大小,即等于A的加速度大小.若斜面有摩擦时,根据能量守恒定律分析能量是如何转化的.

解答 解:A、从力F撤去到A、B发生分离的过程中,弹簧及A、B物块所构成的系统只有重力和弹簧的弹力做功,所以系统的机械能守恒,故A正确.
B、A、B被弹起过程中,合力等于零时,两物块速度达到最大,此时弹簧处于压缩状态,A、B还没有分离,故B错误.
C、A、B刚分离瞬间,A、B间的弹力为零,对B,由牛顿第二定律得 mgsinθ=maB,得 aB=gsinθ,此瞬间A与B的加速度相同,所以A的加速度大小为gsinθ,故C正确.
D、若斜面为粗糙斜面,则从力F撤去到A、B发生分离的过程中,由能量守恒定律知,弹簧减少的弹性势能一定等于A、B增加的机械能与系统摩擦生热之和,故D错误.
故选:AC

点评 本题从受力角度看,两物体分离的条件是两物体间的弹力为0.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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