问题
多选题
如图所示,在水平的光滑平板上的O点固定一根原长为l0的劲度系数为k的轻弹簧,在弹簧的自由端连接一个质量为m的小球(可视为质点).若弹簧始终处在弹性范围内,今将平板以O为转轴在竖直平面内逆时针缓慢转动,直至平板变为竖直状态,则在此过程中( )
A.球的高度不断增大
B.若弹簧的长度l0一定,则球的质量m足够大时,总能使球的高度先增大后减小
C.若球的质量m一定,则弹簧的长度l0足够小时,总能使球的高度先增大后减小
D.球的高度变化情况仅与球的质量m有关,而与弹簧的原长l0无关

答案
设转过的角度为θ,则mgsinθ=kx,则弹簧的形变量x=
.mgsinθ k
球的高度h=(l0-x)sinθ=(l0-
)sinθ=-mgsinθ k
(sinθ-mg k
)2+kl0 2mg
.因为sinθ<1.kl02 4mg
所以当弹簧的长度l0一定,则球的质量m足够大时,
<1,则h先增大后减小.kl0 2mg
当球的质量m一定,则弹簧的长度l0足够小时,
<1,则h先增大后减小.故B、C正确,A、D错误.kl0 2mg
故选BC.