试题与答案

如图所示,在水平的光滑平板上的O点固定一根原长为l0的劲度系数为k的轻弹簧,在弹

题型:多选题

题目:

如图所示,在水平的光滑平板上的O点固定一根原长为l0的劲度系数为k的轻弹簧,在弹簧的自由端连接一个质量为m的小球(可视为质点).若弹簧始终处在弹性范围内,今将平板以O为转轴在竖直平面内逆时针缓慢转动,直至平板变为竖直状态,则在此过程中(  )

A.球的高度不断增大

B.若弹簧的长度l0一定,则球的质量m足够大时,总能使球的高度先增大后减小

C.若球的质量m一定,则弹簧的长度l0足够小时,总能使球的高度先增大后减小

D.球的高度变化情况仅与球的质量m有关,而与弹簧的原长l0无关

答案:

设转过的角度为θ,则mgsinθ=kx,则弹簧的形变量x=

mgsinθ
k

球的高度h=(l0-x)sinθ=(l0-

mgsinθ
k
)sinθ=-
mg
k
(sinθ-
kl0
2mg
)2+
kl02
4mg
.因为sinθ<1.

所以当弹簧的长度l0一定,则球的质量m足够大时,

kl0
2mg
<1,则h先增大后减小.

当球的质量m一定,则弹簧的长度l0足够小时,

kl0
2mg
<1,则h先增大后减小.故B、C正确,A、D错误.

故选BC.

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