题目内容:
(14分)如图,光滑固定斜面倾角为α,斜面底端固定有垂直斜面的挡板C,斜面顶端固定有光滑定滑轮.质量为m的物体A经一轻质弹簧与下方挡板上的质量也为m的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩.开始时各段绳都处于伸直状态,A上方的一段绳平行于斜面.现在挂钩上挂一质量为M的物体D并从静止状态释放,已知它恰好能使B离开挡板但不继续上升.若让D带上正电荷q,同时在D运动的空间中加上方向竖直向下的匀强电场,电场强度的大小为E,仍从上述初始位置由静止状态释放D,
求:这次B刚离开挡板时D的速度大小是多少?(已知重力加速度为g.)
最佳答案:
答案解析:
挂钩没有挂D时,A压缩弹簧,弹簧的压缩量为
,对A有:
则:
(2分)
挂钩挂上D后,B刚好离开挡板时弹簧的伸长量为
,对B有:
则:
(2分)
该过程A沿斜面上升的距离和D下降的高度都是
,且A、D的初速度、末速度都为零。
设该过程弹性势能的增量为ΔE,由系统机械能守恒有
;(3分)
将D带电后,D在电场中运动,电场力对D作正功,设B刚离开挡板时D的速度为υ,D下降x1+x2过程系统能量守恒,
有:
(3分)
由以上四个方程消去
,得:
(2分)
考点核心:
弹力:
1.定义:发生系形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力2.产生条件:
①物体间直接接触②接触面发生形变3.产生原因:施力物体发生了形变4.施力物体和受力物体:弹力的施力物体是发生形变的物体,受力物体是使它发生形变的物体5.大小:弹力的大小与形变的大小有关,形变越大,产生的弹力越大;形变消失,弹力也就消失6.方向:与受力物体形变的方向相同,与施力物体形变的方向相反7.作用点:在接触点或接触面上