(15分)如图所示,在竖直方向上A、B物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上,B、C两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上,斜面倾角为30

◎ 题目

(15分)如图所示,在竖直方向上A、B物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上,B、C两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上,斜面倾角为30°,用手按住C,使细绳刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细绳竖直、cd段的细绳与斜面平行。已知A、B的质量分别为m1、m2,C的质量为2m,重力加速度为g,细绳与滑轮之间的摩擦力不计,开始时整个系统处于静止状态,释放C后它沿斜面下滑,斜面足够长,且物体A恰不离开地面。求:

(1)物体A恰不离开地面时,物体C下降的高度;
(2)其他条件不变,若把物体C换为质量为2(m+△m)的物体D,释放D后它沿斜面下滑,当A恰不离开地面时,物体B的速度为多大?

◎ 答案

(1)(2)

◎ 解析


试题分析:(1)初始整个系统处于静止状态,以物体B为研究对象可知,弹簧处于压缩状态,则:
        (2分)
当物体A恰不离开地面时,以物体A为研究对象可知,弹簧处于伸长状态,则:
        (2分)
因而物体C下降的高度为:          (1分)
联立解得:        (2分)
(2)物体C沿斜面下滑,当物体A恰不离开地面时,物体C的速度为零,以物体C、B和弹簧整体为研究对象,根据机械能守恒定律可知:
         (3分)
把物体C换为物体D后,当物体A恰不离开地面时,此时物体D和物体B的速度大小相等,以物体D、B和弹簧整体为研究对象,根据机械能守恒定律可知:
(3分)
联立解得物体B的速度大小为         (2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(15分)如图所示,在竖直方向上A、B物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上,B、C两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上,斜面倾角为30…”主要考查了你对  【弹力的产生、方向和种类】,【弹力的大小、胡克定律】  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。

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