题目内容
【题目】如图所示,
是倾角为30°的光滑固定斜面.劲度系数为
的轻弹簧一端固定在斜面底端的固定挡板
上,另一端与质量为
的物块
相连接.细绳的一端系在物体
上,细绳跨过不计质量和摩擦的定滑轮,另一端有一个不计质量的小挂钩.小挂钩不挂任何物体时,物体
处于静止状态,细绳与斜面平行.在小挂钩上轻轻挂上一个质量也为
的物块
后,物块
沿斜面向上运动.斜面足够长,运动过程中
始终未接触地面.已知重力加速度为
,求:
![]()
(1)物块
处于静止时,弹簧的压缩量
(2)设物块
沿斜面上升通过
点位置时速度最大,求
点到出发点的距离
和最大速度
;
(3)把物块
的质量变为原来的
倍(
>0.5),小明同学认为,只要
足够大,就可以使物块
沿斜面上滑到
点时的速度增大到2
,你认为是否正确?如果正确,请说明理由,如果不正确,请求出
沿斜面上升到
点位置的速度的范围.
【答案】(1)mg/2k (2)
(3) ![]()
【解析】(1)小挂钩不挂任何物体时,物体A处于静止状态,由平衡条件得:![]()
得:
,
(2)当A受到的合力为零时速度最大,此时:
,
解得:
,
Q点到出发点的距离:
;
在出发点与Q弹簧的形变量相同,弹簧的弹性势能相等,
由机械能守恒定律得:
,
解得,最大速度:
;
(4)B的质量变为Nm时,由机械能守恒定律得:
,
解得:
,
N→∞时,
,
由于N不会达到无穷大,因此速度不会达到
,
小明的说法是错误的,速度范围是:![]()
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