解题思路:(1)据题意:释放物体C之前细线恰好伸直但没有拉力,弹簧所受的压力等于a的重力,根据胡克定律求解弹簧的压缩量x;
(2)当A恰好要离开地面时,地面对物体A的支持力为零,根据胡克定律求出此时弹簧的伸长量x′,则物体B上升的高度和物体C沿斜面下滑的距离等于x+x′.当物体B达最大速度时合力为零,根据平衡条件和三个物体和弹簧的机械能守恒,列式可求解物体B的最大速度.
(3)以三个物体和弹簧作为研究对象,据动能定理求出物体A恰好要离开地面时B、C的速度大小,再对C,运用动能定理求解细线对物体C所做的功.
设斜面倾角为α
(1)细线恰好伸直,绳子拉力为零,设弹簧的压缩量为x
对物体B受力分析有 mg=kx
得:x=[mg/k];
(2)当A恰好要离开地面时,地面对物体A的支持力为零,设弹簧的伸长量为x′
对物体A受力分析有 mg=kx′
因此物体B上升的高度和物体C沿斜面下滑的距离
s=x+x′=[2mg/k]
当物体B达最大速度时有 Mgsinα=2mg
以三个物体和弹簧作为研究对象,据机械能守恒定律有:
Mgs•sinα-mgs=[1/2(M+m)
v2m]
解得:vm=2mg
1
k(M+m);
(3)以三个物体和弹簧作为研究对象,据动能定理有:
Mgs•sinα-μMgscosα-mgs=[1/2(M+m)v2
以物体C为研究对象,据动能定理有:
W+Mgs•sinα-μMgscosα=
1
2Mv2
解得:W=-
2(mg)2
k(M+m)(M+2m−μ
M2−4m2);
答:
(1)释放物体C之前弹簧的压缩量是
mg
k];
(2)物体B的最大速度是2mg
1
k(M+m);
(3)若C与斜面的动摩擦因数为μ,从释放物体C开始到物体A恰好要离开地面时,细线对物体C所做的功是-
点评:
本题考点: 动能定理的应用;胡克定律;牛顿第二定律;机械能守恒定律.
考点点评: 对物体正确受力分析是正确解题的前提与关键,熟练应用系统的机械能守恒定律和动能定理即可正确解题.