如圖所示,固定在水平面上的光滑斜面傾角為θ=30°,物體A,B通過細繩及輕*簧連線於光滑輕滑輪兩側,P為固定在...
問題詳情:
如圖所示,固定在水平面上的光滑斜面傾角為θ=30°,物體A,B通過細繩及輕*簧連線於光滑輕滑輪兩側,P為固定在斜面上且與斜面垂直的光滑擋板,物體A,B的質量分別為m和4m,開始時用手托住物體A,滑輪兩邊的細繩恰好伸直,且左邊的細繩與斜面平行,*簧處於原長狀態,A距離地面高度為h,放手後A從靜止開始下降,在A下落至地面前的瞬間,物體B恰好對擋板無壓力,空氣阻力不計,下列關於物體A的說法正確的是( )
A.在下落至地面前的過程中機械能守恆
B.在下落至地面前的瞬間速度不一定為零
C.在下落至地面前的過程中對輕*簧做的功為mgh
D.在下落至地面前的過程中可能一直在做加速運動
【回答】
考點:機械能守恆定律;功的計算.
專題:機械能守恆定律應用專題.
分析:首先知道題境,分析AB兩物體的受力情況及各力做功情況,從而分析A其運動情況,類比*簧振子,從而判斷選項.
解答: 解:A、A從靜止到下落過程中,只有重力和*簧的*力做功,所以A在下落至地面的過程中系統的機械能守恆,而A的機械能不守恆,故A錯誤;
BD、據在A下落至地面前的瞬間,物體B恰好對擋板無壓力,以B為研究物件,據平衡求得此時*簧的*力為T=4mgsin30°=2mg;再以A為研究物件,當A靜止釋放的瞬間,A受重力mg,其合力方向向下,大小為mg;當A落地瞬間,A受重力mg和*簧的*力2mg,其合力向上,大小為mg,A做簡諧運動,據對稱*可知,落地瞬間其速度為零;據*簧振子的運動情況可知,A向下運動時,先做加速度減小的加速運動,然後做加速度逐漸增大的減速運動,故BD錯誤;
C、據A做簡諧運動和能量守恆可知,A落地瞬間,A的重力勢能完全轉化為*簧的**勢能,所以*簧的*力做功為mgh,故C正確;
故選:C.
點評:明確A的運動情況和B在A落地瞬間的*力是解題的前提,類比*簧振子模型是解題的關鍵,靈活應用能量守恆判斷*簧做功情況,題目有點難度.
知識點:機械能守恆定律
題型:選擇題