如图所示,P是倾角为30°的光滑固定斜面.劲度系数为k的轻弹簧一端固定在斜面底端的固定挡板C上,另一端与质量为m的物块A
1个回答

解题思路:(1)由牛顿第二定律可以求出加速度.(2)由平衡条件求出弹簧的形变量,由机械能守恒定律可以求出最大速度.(3)由机械能守恒定律求出A的速度,然后求出速度的大小范围.

(1)以A、B组成的系统为研究对象,A刚开始运动的瞬间,

由牛顿第二定律得:mg=(m+m)a,解得:a=0.5g;

(2)开始时,对A,由平衡条件得:mgsin30°=kx,

当A受到的合力为零时速度最大,此时:

mgsin30°+kx′=mg,

解得:x=x′=[mg/2k],

Q点到出发点的距离:x0=2x=[mg/k];

在出发点与Q弹簧的形变量相同,弹簧的弹性势能相等,

由机械能守恒定律得:mgx0=mgx0sin30°+[1/2]•2mv2

解得,最大速度:vm=g

m

2k;

(3)B的质量变为nm时,由机械能守恒定律得:

nmgx0=mgx0sin30°+[1/2]•(nm+m)v2

解得:v=g

m(2n−1)

k(n+1),

n→∞时,v=g

2m

k=2vm

由于n不会达到无穷大,因此速度不会达到2vm

小明的说法是错误的,速度范围是:0<v<g

2m

k;

答:(1)物块A刚开始运动时的加速度大小为0.5g;

(2)Q点到出发点的距离为:[mg/k],最大速度为:g

m

2k;

(3)小明的说法是错误的,A沿斜面上升到Q点位置时的速度的范围为0<v<g

2m

k.

点评:

本题考点: 动能定理;牛顿第二定律;机械能守恒定律.

考点点评: 本题考查牛顿第二定律的应用及机械能守恒定律;要分析清楚物体的运动过程,应用牛顿第二定律与机械能守恒定律可以正确解题.

相关问题