首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
动能定理
> 正文
返回
打印
如图，一倾角为θ=30°的足够长固定光滑斜面底端有一与斜面垂直的挡板M，物块A、B之间用一与斜面平行的轻质弹簧连接且静止在斜面上．现用外力沿斜面向下缓慢推动物块B，当弹簧具
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图，一倾角为θ=30°的足够长固定光滑斜面底端有一与斜面垂直的挡板M，物块A、B之间用一与斜面平行的轻质弹簧连接且静止在斜面上．现用外力沿斜面向下缓慢推动物块B，当弹簧具有5J的弹性势能时撤去推力，释放物块B．已知物块A、B的质量分别为5kg和10kg，弹簧的弹性势能的表达式为
E
P
=
1
2
k
x
2
，其中弹簧的劲度系数为k=1000N/m，x为弹簧的形变量，g=10m/s
2
．求
（1）撤掉外力时，物块B的加速度大小；
（2）外力在推动物块B的过程中所做的功；
（3）试判断物块A能否离开挡板M？若A能离开挡板M，求出物块A刚离开挡板M时，物块B的动能；若A不能离开挡板M，求出物块A与挡板M之间的最小作用力．
◎ 答案
（1）弹簧具有的势能为E
P
=5J，
E
P
=
1
2
k
x
1
2
=
1
2
×1000x
1
2
=5，
解得，弹簧的压缩量：x
1
=0.1m，
撤掉外力时，由牛顿第二定律得：
kx
1
-m
B
gsinθ=m
B
a，
解得，物块B的加速度：a=5m/s
2
；
（2）物块B静止在斜面上时，
由平衡条件得：kx
0
=m
B
gsinθ，
解得：x
0
=0.05m，
外力推动物块B所做的功：
W=
E
P
-
1
2
k
x
0
2
-
m
B
gsinθ(
x
1
-
x
0
)
，
代入数据解得：W=1.25J；
（3）假设物块A刚好离开挡板M，
弹簧的伸长量x
2
kx
2
=m
A
gsinθ，
解得：x
2
=0.025m，
此时弹簧的弹性势能和重力势能的增加量之和：
E=
1
2
k
x
2
2
+
m
B
gsinθ(
x
1
+
x
2
)
=6.5625J＞E
P
=5J，
故物块A未离开挡板M．
设物块B上滑到速度为零时，弹簧的形变量为x
3
若弹簧处于压缩状态：
E
P
=
1
2
k
x
3
2
+
m
B
gsinθ(
x
1
-
x
3
)
，
x
31
=0，x
32
=0.1m（不合理舍掉），
若弹簧处于伸长状态：
E
P
=
1
2
k
x
3
2
+
m
B
gsinθ(
x
1
+
x
3
)
解得：x
31
=0，x
32
=-0.1m（不合理舍掉），
综上可得，物块B的速度为零时，弹簧恰好处于原长，
此时物块A对挡板的作用力最小，作用力F=m
A
gsinθ=25N；
答：（1）撤掉外力时，物块B的加速度为5m/s
2
；
（2）外力在推动物块B的过程中所做的功为1.25J；
（3）物块A不能离开挡板M；物块A与挡板M之间的最小作用力为25N．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图，一倾角为θ=30°的足够长固定光滑斜面底端有一与斜面垂直的挡板M，物块A、B之间用一与斜面平行的轻质弹簧连接且静止在斜面上．现用外力沿斜面向下缓慢推动物块B，当弹簧具…”主要考查了你对 【动能定理】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/364772.html
十二生肖
十二星座
