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如图,一倾角为30°的光滑斜面,底端有一与斜面垂直的固定档板M,物块A、B之间用...

如图,一倾角为30°的光滑斜面,底端有一与斜面垂直的固定档板M,物块A、B之间用一与斜面平行轻质弹簧连结,现用力缓慢沿斜面向下推动物块B,当弹簧具有5J弹性势能时撤去推力,释放物块B;已知A、B质量分别为5kg、2kg,弹簧的弹性势能表达式为EP=manfen5.com 满分网,其中k为弹簧的劲度系数,大小为1000N/m,x为弹簧形变量.(g取10m/s2
(1)求当弹簧恢复原长时,物块B的速度;
(2)试判断在B上升过程中,能否将A 拉离档板?若能,请计算A刚离开档板时B的动能;若不能,请计算B在最高点处的加速度.

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(1)弹簧减小的弹性势能等于物块B增加的机械能,根据守恒定律列式求解; (2)物块A刚离开挡板时,受重力、斜面支持力和弹簧的拉力,根据平衡条件求解出拉力;根据胡克定律求解弹簧的伸长量,最后根据减小的弹性势能等于物块B增加的机械能列式求解. 【解析】 (1)由得,刚撤去推力时,弹簧的压缩量x1=0.1m…① 弹簧恢复原长的过程中,物块B和弹簧组成的系统机械能守恒, 由…②得    v=2m/s…③ (2)假设A能被拉离挡板,在A刚被拉离时,有弹簧弹力F=mAgsinθ…④ 结合F=kx2,此时弹簧伸长量x2=0.025m…⑤ 此时弹性势能EP=0.3125J…⑥ 相对于弹簧原长处重力势能增量为△EP=mBg△h=0.25J…⑦ 因为弹簧处于原长时物块B的动能J…⑧ 由于Ek0>EP+△EP,所以能将物块A 拉离档板,且此时物块B的动能为:Ekt=Ek0-EP-△EP,得Ekt=3.44J…⑨ 答: (1)当弹簧恢复原长时,物块B的速度为2m/s; (2)在B上升过程中,能将物块A拉离档板,且此时物块B的动能为3.44J.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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