如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上端系有一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧下端连一个质量为m的小球,球被一垂直于斜面的挡板A挡住,此时弹簧没有形变。若挡板A以加速度a(a<gsin

◎ 题目

如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上端系有一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧下端连一个质量为m的小球,球被一垂直于斜面的挡板A挡住,此时弹簧没有形变。若挡板A以加速度a(a< gsinθ)沿斜面向下匀加速运动,问:
(1)小球向下运动多少距离时速度最大?
(2)从开始运动到小球与挡板分离所经历的时间为多少?

◎ 答案

解:(1)球和挡板分离后做加速度减小的加速运动,
当加速度为零时,速度最大,此时物体所受合力为零。即kxm=mgsinθ,解得xm
(2)设球与挡板分离时位移为s,经历的时间为t,从开始运动到分离的过程中,m受竖直向下的重力,垂直斜面向上的支持力FN,沿斜面向上的挡板支持力F1和弹簧弹力F。
据牛顿第二定律有mgsinθ-F-F1=ma,F=kx
随着x的增大,F增大,F1减小,保持a不变,
当m与挡板分离时,x增大到等于s,F1减小到零,则有:mgsinθ-ks=ma,

联立解得

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上端系有一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧下端连一个质量为m的小球,球被一垂直于斜面的挡板A挡住,此时弹簧没有形变。若挡板A以加速度a(a<gsin…”主要考查了你对  【从受力确定运动情况】  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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