Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量都為m的A物塊和B物塊通過輕質(zhì)細(xì)線連接，細(xì)線跨過輕質(zhì)定滑輪，B物塊的正下方有一個只能在豎直方向上伸縮且下端固定在水平面上的輕質(zhì)彈簧，其勁度系數(shù)為k，開始時A鎖定在固定的傾角為30°的光滑斜面底端，彈簧處于原長狀態(tài)，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，B物塊距離原長狀態(tài)彈簧上端的高度為H，現(xiàn)在對A解除鎖定，A、B物塊開始運(yùn)動，A物塊上滑的最大位移未超過固定光滑斜面頂端．已知當(dāng)A物塊上滑過程細(xì)線不收縮的條件是 （重力加速度為g，忽略滑輪與輪軸間的摩擦，彈簧一直處在彈性限度內(nèi)）下列說法正確的是（ ）

A.當(dāng)B物塊距離彈簧上端的高度 時，彈簧最大彈性勢能為
B.當(dāng)B物塊距離彈簧上端的高度 時，A物塊上升的最大位移為
C.當(dāng)B物塊距離彈簧上端的高度 時，彈簧最大彈性勢能為
D.當(dāng)B物塊距離彈簧上端的高度 時，A物塊上升的最大位移為

Answer 1

【答案】B,D
【解析】解：AB、當(dāng) 時，繩子恰好不收縮，即B到達(dá)最低點(diǎn)時繩子的拉力為零，且兩者的加速度大小相等，故對A有：

mgsin30°=ma，

對B有：F彈﹣mg=ma，

解得： ，

彈簧壓縮量： ，

所以B下降的高度即A上升的最大位移為： ，

由于到達(dá)最低點(diǎn)兩者的速度都為零，減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，故根據(jù)功能關(guān)系可知彈簧的最大彈性勢能為 ，A不符合題意B符合題意；

CD、當(dāng) 時，繩子會收縮，即當(dāng)B到達(dá)最低點(diǎn)時，A會繼續(xù)沿斜面上升一段距離，當(dāng)彈簧仍被壓縮 時，受力和AB選項中的相同，故根據(jù)能量守恒定律可得：

，

A之后的運(yùn)動由于拉力為零，所以機(jī)械能守恒，故有：

，

解得： ，

故A上升的最大位移為： ，

在彈簧彈性勢能為 時，B仍有 的動能，如果這些動能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能，則在最低點(diǎn)彈簧的彈性勢能為 ，但B下降過程中重力還做正功，所以彈簧的最大彈性勢能大于 ，C不符合題意，D符合題意．

所以答案是：BD
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用彈性勢能和機(jī)械能守恒及其條件，掌握彈性勢能是物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量；在只有重力（和彈簧彈力）做功的情形下，物體動能和重力勢能（及彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變即可以解答此題．