問題詳情:
如圖所示,輕質*簧一端固定在水平面上的轉軸O上,另一端與套在粗糙固定直杆A處質量為m的小球(可視為質點)相連,A點到水平面的高度為h,直杆的傾角為30°,OA=OC,B為AC的中點,OB等於*簧原長,小球從A處由靜止開始下滑,第一次經過B處的速度為v,運動到C處速度為零;然後小球獲得一初動能由C處沿直杆向上滑行,恰好能到達出發點A.已知重力加速度為g,設最大靜摩擦力等於滑動摩擦力.下列説法正確的是
A.
B.小球下滑過程中,AB段與BC段摩擦力做功相等
C.*簧具有的最大**勢能為
D.撤去*簧,小球可以在直杆上處於靜止狀態
【回答】
ABC
【解析】
小球從A到C,**勢能的改變量為0,動能的改變量為0,重力做正功,摩擦力做負功,根據動能定理有:;當小球得一初動能由C恰好到A,由動能定理得:,兩次摩擦力做功相同,故,故A正確;在下滑過程中,從A到B,由動能定理得:,從B到C,由動能定理得:,因兩段重力做功、*簧的*力做功都相等,故上兩式分析得:,故B正確;根據能量守恆定律得,對於小球A到B的過程有:,A到C的過程有:,解得:,故C正確;設從A運動到C摩擦力的平均值為,AC=s,則有:,即,得:;在B點,摩擦力,由於*簧對小球有拉力(除B點外),小球對杆的壓力大於,所以,可得,因此撤去*簧,小球不能在直杆上處於靜止.故D錯誤.故選ABC.
【點睛】根據重力沿斜面向下的分力與最大靜摩擦力的關係,判斷出撤去*簧,小球在直杆上不能處於靜止.對小球A到B的過程和A到C的過程,分別根據能量守恆定律列式,可求得*簧具有的最大**勢能,
知識點:動能和動能定律
題型:選擇題