问题 多选题

如图所示,一劲度为10

3
N/m、原长为20cm的轻弹簧,上端套在一光滑、水平、固定的细圆柱上,下端与一物块(视为质点)连接,物块放在光滑的水平面上.开始时,物块静止在细圆柱的正下方a位置,弹簧处于自然状态.现对物块施加大小为3N的水平恒力F,使之向右作直线运动,物块经过b位置时速度最大,最远能运动到c位置,假定物块一直与水平面接触,空气阻力不计,弹簧一直处于弹性限度内,以下说法中正确的是(  )

A.从a到c物块先做匀加速运动后做匀减速运动

B.从a到c物块对地面的压力一直减小

C.从a到c物块和弹簧的总机械能先增加后减小

D.物块在b位置时弹簧中心轴线与水平面夹角为30°

答案

对物体受力分析如图

A、在运动过程中F-Fsinα=ma

F=k(

h
cosα
-h)

a=

F-khtanα+khsinα
m

从a经b到c的过程中,α逐渐增大,故a发生变化,故A错误;

B、在竖直方向上FN+Fcosα-mg=0

FN=mg-kh+khcosα

从a经b到c的过程中,α逐渐增大,cosα减小,故FN减小,故B正确;

C、在整个过程中外力一直做正功,故从a到c物块和弹簧的总机械能一直增加,故C错误;

D、到达b点时,物体加速度刚好为零,

F-Fsinα=0,

FN+Fcosα-mg

联立解得α=30°,故D正确

故选:BD

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