如图所示，倾角为θ=37°的固定斜面与足够长的水平面平滑对接，一劲度系数k=18N/m的轻质弹簧的上端固定于斜面顶端，另一端固连在一质量m=1kg的光滑小球A，跟A紧靠的物块B（质量也为m）与
物理答案 2023-04-26
问题描述：
如图所示，倾角为θ=37°的固定斜面与足够长的水平面平滑对接，一劲度系数k=18N/m的轻质弹簧的上端固定于斜面顶端，另一端固连在一质量m=1kg的光滑小球A，跟A紧靠的物块B（质量也为m）与斜面间的动摩擦因数μ1=0.75，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，与水平面间的动摩擦因数为μ2=0.2，图中施加在B上的力F=18N，方向沿斜面向上，A和B均处于静止状态，且斜面对B恰无摩擦力，当撤除力F后，A和B一起沿斜面下滑到某处时分离，分离后A一直在斜面上运动，B继续沿斜面下滑，已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，下列说法中正确的是（ ）
A. A和B分离后A不能回到出发点
B. A和B分离时B的速度为5m/s
C. B最终停留的位置距斜面末端1m
D. B最终停留的位置距斜面末端4m
最佳答案：
A、A不能回到出发点，因为小球与物块一起下滑过程，物体对小球的弹力做负功而使小球和弹簧的机械能减少，故A正确．
B、未撤去力F时，对A和B整体，根据平衡条件得：
2mgsinθ+F1=F
其中弹力为：F1=kx1
解得弹簧的压缩量为：x1=
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分离时，AB之间无弹力作用，但速度和加速度相等，根据牛顿第二定律，
对B：mgsinθ-f=maB
其中f=μ1mgcosθ
联立解得aB=0
对A：mgsinθ-F2=maA，
其中弹力F2=kx2
由aA=aB=0，解得分离时弹簧的伸长量为：
x2=
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可见x1=x2，AB整体运动到分离弹簧的弹力做功为零，根据动能定理有：2mg•sinθ（x1+x2）-f（x1+x2）=
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代入数据解得：v=2m/s．故B错误．
C、分离后由动能定理得：-μ2mgs=0-
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代入数据解得s=1m，故C正确，D错误．
故选：AC．
2023-04-27
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