题目

题型：辽宁省模拟题难度：来源：

如图所示，固定斜面的倾角θ=30°，物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点。用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为2m，B的质量为m，初始时物体A到C点的距离为L，现给A、B一初速度v₀使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点。已知重力加速度为g，不计空气阻力，求此过程中：
（1）物体A向下运动刚到C点时的速度；
（2）弹簧的最大压缩量；
（3）弹簧中的最大弹性势能。

答案

解：（1）A和斜面间的滑动摩擦力f=2μmgcosθ
物体A向下运动到C点的过程中，根据能量关系有
 

（2）从物体A接触弹簧，将弹簧压缩到最短后又恰回到C点，对系统应用动能定理，则有
 

（3）弹簧从压缩最短到恢复原长的过程中，根据能量关系有E_p+mgx=2mgxsinθ+fx
因为mgx=2mgxsinθ
所以