(2011•天门模拟)如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上,一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在固定挡板C上,另一端连接一

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  • 解题思路:(1)未挂物体B时,对于物体A由平衡条件求出此时弹簧的压缩量,挂B后A沿斜面向上做加速度减小的加速运动,当A加速度为0时,A速度最大,对AB分别根据平衡条件求出此时弹簧的伸长量,进而判断在此过程中弹簧弹性势能改变量,设最大速度为υ,对于A、B及弹簧组成的系统由机械能守恒即可求出A的最大速度值;

    (2)分别对A在最高点时和B在最低点时运用牛顿第二定律求出绳子的拉力.

    (1)未挂物体B时,设弹簧压缩量为x1,对于物体A由平衡条件有:kx1-mgsin30°=0

    解得:x1=

    mg

    2k①

    挂B后A沿斜面向上做加速度减小的加速运动,当A加速度为0时,A速度最大,设此时弹簧伸长量为x2,对于A由平衡条件有:T-kx2-mgsin30°=0②

    当A加速度为0时,B加速度也为0,对于B由平衡条件:T-mg=0③

    由②③解得:x2=

    mg

    2k

    因x1与x2相等,故在此过程中弹簧弹性势能改变量△E=0④

    设最大速度为υ,对于A、B及弹簧组成的系统由机械能守恒得:mg(x1+x2)−mg(x1+x2)sin30°=

    1

    2mυ2⑤

    将x1、x2代入⑤得:υ=

    mg2

    2k

    (2)A做简谐运动的振幅为x1+x2,A运动到最高点时弹簧的伸长量x=2x2+x1

    A在最高点时,由牛顿第二定律:mgsin30°+kx-T'=ma

    B在最低点时,由牛顿第二定律:T'-mg=ma

    解得:T′=

    3

    2mg

    答:(1)物体A的最大速度为

    mg2

    2k.

    (2)物体B下降到最低点时,细绳对物体B的拉力为

    3

    2mg.

    点评:

    本题考点: 机械能守恒定律;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用;牛顿第二定律.

    考点点评: 本题解题的关键是根据两个物体的受力分析判断运动情况,知道当A加速度为0时,A速度最大,此时AB受力都平衡,运动过程中A、B及弹簧组成的系统机械能守恒,难度适中.

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