Question

【題目】如圖所示，A、B兩小球由繞過輕質(zhì)定滑輪的細(xì)線相連，A放在固定的光滑斜面上，B、C兩小球在豎直方向上通過勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧相連，C球放在水平地面上現(xiàn)用手控制住A，并使細(xì)線剛剛拉直但無拉力作用,并保證滑輪左側(cè)細(xì)線豎直、右側(cè)細(xì)線與斜面平行．已知A的質(zhì)量為4m，B、C的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，細(xì)線與滑輪之間的摩擦不計，開始時整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．釋放A后，A沿斜面下滑至速度最大時C恰好離開地面．下列說法正確的是

A.斜面傾角α=60°

B.A獲得的最大速度為

C.C剛離開地面時，B的加速度最大

D.從釋放A到C剛離開地面的過程中，A、B兩小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

Answer 1

【答案】B

【解析】

A．設(shè)當(dāng)物體C剛剛離開地面時，彈簧的伸長量為xC，則

物體C剛剛離開地面時，以B為研究對象，物體B受到重力mg、彈簧的彈力kxC、細(xì)線的拉力T三個力的作用，設(shè)物體B的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律，對B有

對A有

得

當(dāng)B獲得最大速度時，有，聯(lián)立解得

即

故A錯誤；

B．設(shè)開始時彈簧的壓縮量xB，則

設(shè)當(dāng)物體C剛剛離開地面時，彈簧的伸長量為xC，則

當(dāng)物體C剛離開地面時，物體B上升的距離以及物體A沿斜面下滑的距離均為：

由于彈簧處于壓縮狀態(tài)和伸長狀態(tài)時的彈性勢能相等，且物體C剛剛離開地面時，A、B兩物體的速度相等，設(shè)為vBm，以A、B及彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象，由機(jī)械能守恒定律得

代入數(shù)據(jù)，解得

故B正確；

C．C剛離開地面時，B的速度最大，加速度為零，故C錯誤；

D．從釋放A到C剛離開地面的過程中，A、B兩小球以及彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A、B兩小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故D錯誤。