问题
选择题
如图所示,在倾角为30的光滑斜面上端系有一劲度系数为200 N/m的轻质弹簧,弹簧下端连一个质量为2kg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4
的加速度沿斜面向下做匀加速运动,取g=10
,则
A.小球向下运动0.05 m时速度最大
B.小球向下运动0.01 m时与挡板分离
C.小球速度最大时与挡板分离
D.小球从一开始就与挡板分离
答案
AB
题目分析:球和挡板分离前小球做匀加速运动;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:,解得:
,由于开始时弹簧处于原长,所以速度最大时小球向下运动的路程为0.5m.故A正确.设球与挡板分离时位移为x,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
,沿斜面向上的挡板支持力
和弹簧弹力F.根据牛顿第二定律有:
,保持a不变,随着x的增大,
减小,当m与挡板分离时,
减小到零,则有:
,解得:
,即小球向下运动0.1m时与挡板分离,故B正确CD错误.