问题
多选题
如图所示,A物体质量为m,B质量为2m,用一轻绳相连,将A用一轻弹簧悬挂于天花板上,系统处于静止状态,此时弹簧的伸长量为x,弹性势能为Ep,已知弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比,且弹簧始终在弹性限度内.现将悬线剪断,则在以后的运动过程中,A物体的( )
A.最大动能为
Ep-8 9
mgx2 3
B.最大动能为
Ep+8 9
mgx2 3
C.速度达到最大时,弹簧弹力做功为
Ep1 9
D.速度达到最大时,弹簧弹力做功为8 9Ep
答案
设弹簧的劲度系数为k,初始状态x=
,动能最大时,弹簧伸长量x′=3mg k
=mg k
x,知A物体向上移动的距离△x=1 3
x,已知弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比,则A物体动能最大时,弹性势能为2 3
EP,则弹性势能减小1 9
EP.因为弹力做功等于弹性势能的减小量,所以A物体速度达到最大时,弹簧弹力做功为8 9
Ep.在此过程中,弹性势能减小8 9
EP,重力势能增加8 9
mgx,则动能增加2 3
Ep-8 9
mgx,即最大动能为2 3
Ep-8 9
mgx.故A、D正确,B、C错误.2 3
故选AD.