如图所示,在倾角为30°的斜面上端系有一劲度系数为20N/m的轻质弹簧,弹簧下端连一个质量为2千克的小球,

2025-05-11 04:37:32
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回答1:

解:弹簧未形变意味着初始时刻,小球不受弹簧的作用力,挡板向下加速,当合力为零时,速度最大(这是必然的,因为只要加速度不为零,就意味着小球速度仍在增大的过程中),此时对小球分析受力并用平衡条件:

mg*sinb-kx-N=0 <1>==>kx+N=5N,==>N=5-20*0.4<0——这不可能因为挡板不可能对小球有沿着斜面向下的作用,所以此前小球就与挡板分离N=0,==》kx=5N ==>x=0.25m ==>即速度最大时弹簧伸长0.25m(也就是小球向下运动0.25m)==>A错;
B、分离时,小球恰好不受挡板作用,此时的加速度仍为a:
mg*sinb-kx=ma ==>kx=2N==>x=0.1m==>B对;
C、与上面对A 选项的分析矛盾==>C错;(即速度最大之前,就已经分离)
D、与前分析矛盾==>D错

过程细节是这样的:开始挡板向下匀加速,对小球mgsinb-kx-N=ma 开始时,因为gsinb=5>4=a==>N>0==>未分离(分离的临界条件是原先N大于零,分离时恰为零)==》小球开始做匀加速运动,当N=0时之后,开始做加速度减小的变加速,速度最大之后,做加速度增大的减速