题目内容

14.如图所示,轻弹簧一端固定于O点,另一端与小滑块连接.把滑块放在光滑斜面上的A点,此时弹簧恰好水平.将滑块从A点由静止释放,经B点到达位于O点正下方的C点.当滑块运动到B点时,弹簧恰处于原长且与斜面垂直.已知弹簧原长为L,斜面倾角θ小于45o,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g.在此过程中,(  )
A.滑块的加速度可能一直减小
B.滑块经过B点时的速度可能最大
C.滑块经过C点的速度大于$\sqrt{\frac{2gL}{cosθ}}$
D.滑块在AB过程中动能的增量比BC过程小

分析 滑块在下滑过程中分析受力如何变化即可判断加速度和速度的变化情况,根据动能定理可以分析AB段和BC段动能增量的关系,同时结合几何关系判断弹簧弹力做功可得分析C点速度关系.

解答 解:AB、滑块下滑过程中受到重力,斜面对它的支持力,还有弹簧弹力.在B点弹簧恰处于原长且与斜面垂直,则滑块从A到B合外力变小沿斜面向下,做加速度变小的加速运动.滑块从B到C弹簧弹力变大,此过程中有可能合力一直沿斜面向下,那么滑块继续做加速度变小的加速运动;也有可能有合力向上的阶段,那么滑块在此阶段就做加速度先变小后变大的先加速后减速的运动.故A选项正确,B选项错误.
CD、弹簧原长为L,斜面倾角θ小于45o,由几何关系A到B下降的高度差大于B到C的高度差,又A到B弹簧弹力对滑块做正功B到C做负功,根据动能定理A到B阶段动能增加量大于B到C阶段;设整个过程弹力做功为W,到达C点时速度为v,则由动能定理:$mg\frac{L}{cosθ}+W=\frac{1}{2}m{v}^{2}$可得c点速度大于$\sqrt{\frac{2gL}{cosθ}}$,故C选项正确,D选项错误.
故选:AC

点评 当涉及变力做功时候,往往是要用到动能定理进行分析计算的.此题中要抓住题目考点以及几何关系,对合力方向和各个阶段做功大小判断分析.

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