如图,固定斜面倾角为30°,C为斜面的最高点.轻弹簧一端固定在挡板A上,处于原长时另一端在B处,CB两点间的高度差为h.质量为m的木箱(可看作质点)与斜面的动摩擦因数为36,当地重力加速度为g,木箱从斜面顶端C无初速下滑,下列选项正确的是( )A.箱子从C点刚运动到B点这一过程损失的机械能为12mghB.箱子最终将停在斜面上B点的下方C.箱子在斜面上运动的总路程等于4hD.箱子在运动过程中弹簧的最大弹性势能一定大于mgh
2019-06-25
如图,固定斜面倾角为30°,C为斜面的最高点.轻弹簧一端固定在挡板A上,处于原长时另一端在B处,CB两点间的高度差为h.质量为m的木箱(可看作质点)与斜面的动摩擦因数为,当地重力加速度为g,木箱从斜面顶端C无初速下滑,下列选项正确的是( )
A.箱子从C点刚运动到B点这一过程损失的机械能为mgh
B.箱子最终将停在斜面上B点的下方
C.箱子在斜面上运动的总路程等于4h
D.箱子在运动过程中弹簧的最大弹性势能一定大于mgh
优质解答
A、箱子从C点刚运动到B点的过程中,由能量的守恒可知损失的机械能为摩擦力所做的功,对问题受力分析,受重力支持力和摩擦力,摩擦力为:f=μmgcosθ=mg×=mg,沿斜面方向上的位移为:s==2h,所以摩擦力所做的功为:Wf=fs=mg×2h=mgh,选项A正确.
B、因为mgsin30°>μmgcos30°,所以箱子与弹簧碰撞反弹上升至速度为零时会再次下滑,最后会在重力、支持力、弹簧的弹力和摩擦力的作用下处于静止状态,最终位置会低于B点,所以选项B正确.
C、假设箱子最终会停在B点,设此过程中箱子通过的路程为s,由能量守恒则有:mgh=μmgcosθ,代入数据得s=4h,对B的解答可知,箱子最终会停在B点一下,所以总路程会大于4h,C选项错误.
D、根据前面的方分析,要想让弹簧的弹性势能等于mgh,则弹簧的最大形变量应为h,但是因弹簧的劲度系数未知,所以无法判定弹簧的最大形变量是多少,所以弹簧的最大弹性势能不一定大于mgh.
故选:AB.
A、箱子从C点刚运动到B点的过程中,由能量的守恒可知损失的机械能为摩擦力所做的功,对问题受力分析,受重力支持力和摩擦力,摩擦力为:f=μmgcosθ=mg×=mg,沿斜面方向上的位移为:s==2h,所以摩擦力所做的功为:Wf=fs=mg×2h=mgh,选项A正确.
B、因为mgsin30°>μmgcos30°,所以箱子与弹簧碰撞反弹上升至速度为零时会再次下滑,最后会在重力、支持力、弹簧的弹力和摩擦力的作用下处于静止状态,最终位置会低于B点,所以选项B正确.
C、假设箱子最终会停在B点,设此过程中箱子通过的路程为s,由能量守恒则有:mgh=μmgcosθ,代入数据得s=4h,对B的解答可知,箱子最终会停在B点一下,所以总路程会大于4h,C选项错误.
D、根据前面的方分析,要想让弹簧的弹性势能等于mgh,则弹簧的最大形变量应为h,但是因弹簧的劲度系数未知,所以无法判定弹簧的最大形变量是多少,所以弹簧的最大弹性势能不一定大于mgh.
故选:AB.