题文
倾角为37°的光滑斜面上固定一个槽,劲度系数k=20N/m、原长l0=0.6m的轻弹簧下端与轻杆相连,开始时杆在槽外的长度l=0.3m,且杆可在槽内移动,杆与槽间的滑动摩擦力大小Ff=6N,杆与槽之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.质量m=1kg的小车从距弹簧上端L=0.6m处由静止释放沿斜面向下运动.已知弹性势能Ep=12kx2,式中x为弹簧的形变量.g=10m/s2,sin37°=0.6.关于小车和杆的运动情况,下列说法正确的是( )A.小车先做匀加速运动,后做加速度逐渐减小的变加速运动B.小车先做匀加速运动,然后做加速度逐渐减小的变加速运动,最后做匀速直线运动C.杆刚要滑动时小车已通过的位移为0.9mD.杆从开始运动到完全进入槽内所用时间为0.1s
题型:未知 难度:其他题型
答案
A、一开始小车受恒力向下做匀加速运动,后来接触到弹簧,合力逐渐变小,于是做加速度逐渐变小的变加速运动,最后受到弹簧轻杆的力和重力沿斜面向下的分力平衡,于是做匀速直线运动,所以A错误;
B、根据A中分析B正确;
C、当弹簧和杆整体受到的力等于静摩擦力的时候,轻杆开始滑动,此时由平衡得:弹簧压缩量有公式Ff=k△x解得:△X=0.3,
所以杆刚要滑动时小车已通过的位移为x=△x+L=0.3+0.6m=0.9m,所以C正确;
D、当弹簧的压缩量为0.3M的时候,弹簧的弹力和小车在斜面上的分力相等,此时整个系统开始做匀速运动设此速度为v
从小车开始运动到做匀速运动,有能量守恒得:mg(L+△x)sinθ=12mv2+12k△x2
代入数据求得:v=3m/s
所以杆从开始运动到完全进入槽内所用时间为:t=lv=0.33s=0.1s,所以D正确;
故选BCD.
解析
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考点
据考高分专家说,试题“倾角为37°的光滑斜面上固定一个槽,劲度.....”主要考查你对 [弹力的大小、胡克定律 ]考点的理解。
弹力的大小、胡克定律
弹力的大小:
弹力的大小与物体的形变程度有关,形变量越大,产生的弹力越大;形变量越小,产生的弹力越小。
(1)一般情况下,弹力的大小可以利用平衡条件或牛顿运动定律计算出来;对于弹簧的弹力,在弹性限度内遵循胡克定律:
(2)胡克定律在弹性限度内,弹簧的弹力和其形变量(伸长或缩短的长度)成正比,即F=kx,式中k为劲度系数,x为弹簧的形变量,F为弹力。
胡克定律的图像如图所示。 
①式中形变量是指在弹性限度内发生的。形变量x是弹簧在原长基础上的改变量,即弹簧伸缩后的长度L与原长L0的差:x=|L—L0|,不能将x当做弹簧的长度。
②胡克定律中劲度系数k的单位是N/m,由弹簧自身的条件(材料、长度、横截面积)决定,弹簧做好后,劲度系数是确定的。不同弹簧的劲度系数一般不同。
③劲度系数k的两种求法
a.由胡克定律F=kx知:k=F/x
b.由F一x图像知:
判定弹力的有无及其方向的方法:





