Question

【題目】如圖所示，A、B兩小球由繞過輕質(zhì)定滑輪的細線相連，A放在固定的光滑斜面上，B、C兩小球在豎直方向上通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，C球放在水平地面上。現(xiàn)用手控制住A，并使細線剛剛拉直但無拉力作用，并保證滑輪左側(cè)細線豎直、右側(cè)細線與斜面平行。已知A的質(zhì)量為4m，B、C的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，細線與滑輪之間的摩擦不計，開始時整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。釋放A后，A沿斜面下滑至速度最大時C恰好離開地面。下列說法正確的是（ ）

A．斜面傾角α=30°

B．A獲得最大速度為

C．C剛離開地面時，B的加速度最大

D．從釋放A到C剛離開地面的過程中，A、B兩小球組成的系統(tǒng)機械能守恒

Answer 1

【答案】AB

【解析】

試題分析：設(shè)當物體C剛剛離開地面時，彈簧的伸長量為xC，則：①

物體C剛剛離開地面時，以B為研究對象，物體B受到重力mg、彈簧的彈力kxC、細線的拉力T三個力的作用，設(shè)物體B的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律，

對B有：②

對A有：③

由②、③兩式得：④

當B獲得最大速度時，有：⑤

由①④⑤式聯(lián)立，解得：，所以：α=30°，A正確；

設(shè)開始時彈簧的壓縮量xB，則：

設(shè)當物體C剛剛離開地面時，彈簧的伸長量為xA，則：

當物體C剛離開地面時，物體B上升的距離以及物體A沿斜面下滑的距離均為:

由于彈簧處于壓縮狀態(tài)和伸長狀態(tài)時的彈性勢能相等，且物體A剛剛離開地面時，C、B兩物體的速度相等，設(shè)為vBm，以C、B及彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象，

由機械能守恒定律得：，

代入數(shù)據(jù)，解得：，B正確；C剛離開地面時，B的速度最大，加速度為零，故C錯誤；

從釋放A到C剛離開地面的過程中，A、B兩小球以及彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒，D錯誤；故選AB。