题目内容

10.如图所示,物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A、B的质量分别为2m、m,开始时细绳伸直,用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h,物体B静止在地面上.放手后物体A下落,与地面即将接触时速度为v,此时物体B对地面恰好无压力,则下列说法中正确的是(  )
A.物体A下落过程中的某一时刻,物体A的加速度为零
B.此时弹簧的弹性势能等于2mgh-mv2
C.此时物体B处于超重状态
D.弹簧的劲度系数为$\frac{2mg}{h}$

分析 先对物体A受力分析,由牛顿第二定律研究其加速度,根据加速度的方向分析B的状态.由胡克定律求解弹簧的劲度系数;再对物体A受力分析,结合机械能守恒定律列式分析此时弹簧的弹性势能.

解答 解:A、物体B对地压力恰好为零,故弹簧的拉力为 F=mg,细线的拉力也为mg,可知,细线的拉力从零增加到mg,小于A的重力,所以物体A的加速度不可能为零,故A错误.
B、物体A与弹簧组成的系统机械能守恒,则得 2mgh=Ep弹+$\frac{1}{2}$×2mv2,故此时弹簧的弹性势能 Ep弹=2mgh-mv2;故B正确;
C、B、此时物体B受重力和细线的拉力,处于平衡状态,故C错误;
D、弹簧对A的拉力等于mg,弹簧的伸长量为h,由胡克定律得:k=$\frac{F}{h}$=$\frac{mg}{h}$.故D错误;
故选:B

点评 本题关键分别对两个物体受力分析,然后根据牛顿第二定律和机械能守恒定律列式求解.

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