如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上有兩個(gè)用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A、B,它們的質(zhì)量相等為M,彈簧的勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)開始用一變力F沿斜面方向拉物塊A使之向上做勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)t秒物塊B剛要離開擋板C,重力加 速度為g.則下面說法正確的是(  )
分析:根據(jù)共點(diǎn)力平衡以及胡克定律求出未施加F時(shí)彈簧的壓縮量,根據(jù)共點(diǎn)力平衡和胡克定律求出B剛要離開時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量,通過位移時(shí)間公式求出A的加速度大小,通過牛頓第二定律求出從F最大值與最小值.
解答:解:設(shè)剛開始時(shí)彈簧壓縮量為x0,A對(duì)彈簧的壓力:Mgsinθ=kx0 …①
B剛要離開擋板時(shí),彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài),B對(duì)彈簧的拉力:Mgsinθ=kx1…②
所以物體A向上的位移:x=x0+x1=
2Mgsinθ
k
,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
又因物體向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),得:x=
1
2
at2

所以:a=
2x
t2
=
4Mgsinθ
kt2

因?yàn)樵趖s時(shí)間內(nèi),F(xiàn)為變力,剛剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力F僅僅提供A的加速度,所以開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力最小:Fmin=Ma=
4M2gsinθ
kt2
;所以選項(xiàng)A正確;
 B剛要離開擋板時(shí),彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài),彈簧對(duì)A的拉力等于B對(duì)彈簧的拉力,由牛頓第二定律知:
Fm-kx1-Mgsinθ=Ma2…③
所以拉力F的最大值:Fm=kx1+Mgsinθ+Ma=Mgsinθ+Mgsinθ+M?
4Mgsinθ
kt2
=2Mgsinθ(1+
2M
kt2
)
所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
由①②兩式可得:x1=x0所以開始時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于B與C分離時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能,拉力F做的功與A的重力做的功的和轉(zhuǎn)化為A的動(dòng)能.
此時(shí)A的速度:v=at=
4Mgsinθ
kt

設(shè)F做的功為W,則:W-Mgxsinθ=
1
2
Mv2

所以:W=Mgxsinθ+
1
2
Mv2
=
2(Mgsinθ)2
k
+
8M3g2sin2θ
k2t2
故D錯(cuò)誤.
故選:A
點(diǎn)評(píng):從受力角度看,兩物體分離的條件是兩物體間的正壓力為0.所以B剛要離開擋板時(shí),彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài),B對(duì)彈簧的拉力等于B的重力沿斜面向下的分量.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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如圖所示,在傾角為θ=37°的斜面兩端,垂直于斜面方向固定兩個(gè)彈性板,兩板相距d=2m,質(zhì)量為m=10g,帶電量為q=+1×10-7C的物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,物體從斜面中點(diǎn)以大小為v0=10m/s的速度沿斜面開始運(yùn)動(dòng).若物體與彈性板碰撞過程中機(jī)械能不損失,電量也不變,勻強(qiáng)電場(chǎng)(方向與斜面平行)的場(chǎng)強(qiáng)E=2×106N/C,求物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的總路程.(g取10m/s2  sin37°=0.6  cos37°=0.8)

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(2009?上海模擬)如圖所示,在傾角為30°、靜止的光滑斜面上,一輛加速下滑的小車上懸吊單擺的擺線總處于水平位置.已知車的質(zhì)量和擺球的質(zhì)量均為m,下列正確的是( 。

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如圖所示,在傾角為θ的絕緣斜面上,有相距為L(zhǎng)的A、B兩點(diǎn),分別固定著兩個(gè)帶電量均為Q的正點(diǎn)電荷.O為AB連線的中點(diǎn),a、b是AB連線上兩點(diǎn),其中Aa=Bb=
L4
.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以初動(dòng)能EK0從a點(diǎn)出發(fā),沿AB直線向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng),其中小滑塊第一次經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為2EK0,第一次到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能恰好為零,已知靜電力常量為k.求:
(1)兩個(gè)帶電量均為Q的正點(diǎn)電荷在a點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)大小和方向;
(2)小滑塊由a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中受到的滑動(dòng)摩擦力大。
(3)aO兩點(diǎn)間的電勢(shì)差.

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精英家教網(wǎng)如圖所示,在傾角為θ=37°的足夠長(zhǎng)的斜面上,有質(zhì)量為m1=2kg的長(zhǎng)木板.開始時(shí),長(zhǎng)木板上有一質(zhì)量為m2=1kg的小鐵塊(視為質(zhì)點(diǎn))以相對(duì)地面的初速度v0=2m/s 從長(zhǎng)木板的中點(diǎn)沿長(zhǎng)木板向下滑動(dòng),同時(shí)長(zhǎng)木板在沿斜面向上的拉力作用下始終做速度為v=1m/s的勻速運(yùn)動(dòng),小鐵塊最終與長(zhǎng)木板一起沿斜面向上做勻速運(yùn)動(dòng).已知小鐵塊與長(zhǎng)木板、長(zhǎng)木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.9,重力加速度為g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8
試求:
(1)小鐵塊在長(zhǎng)木板上滑動(dòng)時(shí)的加速度;
(2)長(zhǎng)木板至少多長(zhǎng)?
(3)在小鐵塊從木板中點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到與木板速度相同的過程中拉力做了多少功?

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精英家教網(wǎng)如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上有兩個(gè)用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A、B,它們的質(zhì)量分別為mA、mB,彈簧的勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板.系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運(yùn)動(dòng),重力加速度為g,問:
(1)物塊B剛要離開C時(shí),彈簧形變量為多少?
(2)物塊B剛要離開C時(shí),物塊A的加速度多大?
(3)從開始到物塊B剛要離開C時(shí)的過程中,物塊A的位移多大?

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