【題目】如圖所示,傾角為30°的光滑斜面底端固定一輕彈簧,O點為原長位置。質量為0.5 kg的滑塊從斜面上A點由靜止釋放,物塊下滑并壓縮彈簧到最短的過程中,最大動能為8 J。現(xiàn)將物塊由A點上方0.4 m處的B點由靜止釋放,彈簧被壓縮過程中始終在彈性限度內,g10 m/s2,則下列說法正確的是

A. 物塊從O點開始做減速運動

B. B點釋放滑塊動能最大位置比從A點釋放要低

C. B點釋放滑塊最大動能為9 J

D. B點釋放彈簧最大彈性勢能比從A點釋放增加了1 J

【答案】C

【解析】物塊從O點時開始壓縮彈簧,彈力逐漸增大,開始階段彈簧的彈力小于滑塊的重力沿斜面向下的分力,物塊做加速運動.后來,彈簧的彈力大于滑塊的重力沿斜面向下的分力,物塊做減速運動,所以物塊先做加速運動后做減速運動,彈簧的彈力等于滑塊的重力沿斜面向下的分力時物塊的速度最大.故A錯誤.由上分析知,物塊的動能最大時合力為零,彈簧的彈力等于滑塊的重力沿斜面向下的分力,即 mgsin30°=kx,則知彈簧的壓縮量一定,與物塊釋放的位置無關,所以兩次滑塊動能最大位置相同,故B錯誤.設物塊動能最大時彈簧的彈性勢能為Ep.從A釋放到動能最大的過程,由系統(tǒng)的機械能守恒得:

Ek1+Ep=mgxAsin30°…
B釋放到動能最大的過程,由系統(tǒng)的機械能守恒得:Ek2+Ep=mgxBsin30°…
由②-①得:Ek2-Ek1=mg(xB-xA)sin30°
據(jù)題有:xB-xA=0.4m
所以得從B點釋放滑塊最大動能為:Ek2=Ek1+mg(xB-xA)sin30°=8+0.5×10×0.4×0.5=9J,故C正確.根據(jù)物塊和彈簧的系統(tǒng)機械能守恒知,彈簧最大彈性勢能等于物塊減少的重力勢能,由于從B點釋放彈簧的壓縮量增大,所以從B點釋放彈簧最大彈性勢能比從A點釋放增加為:Ep>mg(xB-xA)sin30°=0.5×10×0.4×0.5J=1J,故D錯誤.故選C.

練習冊系列答案
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A. 圖中∠ABC=45°

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A.

B.

C.

D.

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