题目内容

12.如图甲,固定斜面倾角为θ,底部挡板连一轻质弹簧.质量为m的物块从斜面上某一高度处静止释放,不断撞击弹簧,最终静止.物块所受弹簧弹力F的大小随时间t变化的关系如图乙,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,弹簧在弹性限度内,重力加速度为g,则(  )
A.物块运动过程中,物块和弹簧组成的系统机械能守恒
B.物块运动过程中,t1到t2某时刻速度最大
C.物块运动过程中的最大加速度大小为$\frac{{F}_{0}-mgsinθ+μmgcosθ}{m}$
D.最终静止时,物块受到的重力、斜面支持力和摩擦力的合力方向沿斜面向上

分析 对系统受力分析,根据机械能守恒的条件可明确机械能是否守恒;由牛顿第二定律求解加速度;根共点力的平衡可明确力的性质.

解答 解:A、由于物块和弹簧组成的系统受到摩擦力做功,机械能不守恒;故A错误;
B、物体接触弹簧后仍要继续加速;故t1时,速度不是最大;故B错误;
C、由图可知,物体在向下减速的过程中当受到的最大弹力为F0,此时物体受到的合外力最大,合力为F0-mgsinθ+μmgcosθ;由牛顿第二定律可知,最大加速度为$a=\frac{{F}_{0}-mgsinθ+μmgcosθ}{m}$;故C正确;
D、最终静止时,物体受到重力、支持力、摩擦力及弹簧的弹力作用,而弹簧的弹力一定沿斜面向上;故物体受到的重力,斜面支持力和摩擦力的合力方向沿斜面向下;故D错误;
故选:C

点评 本题考查机械能守恒、牛顿第二定律及受力分析等内容,要注意正确受力分析,明确机械能守恒的条件及应用.

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