如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧一端固定,另一自由端恰好与水平线AB齐平,静止放于光滑斜面上,一长为L的轻质细线一端固定在O点,另一端系一质量为m的小球,将细线拉至水平,此时小球在位置C,由静止释放小球,小球到达最低点D时,细绳刚好被拉断,D点到AB的距离为h,之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩,弹簧的最大压缩量为x,重力加速度为g.求:

(1)细绳所能承受的最大拉力;
(2)斜面的倾角θ的正切值;
(3)弹簧所获得的最大弹性势能.

(1)3mg (2) (3)mg(xhL)

解析试题分析:(1)小球由CD,机械能守恒mgLmv12
v1
D点,FmgmF=3mg
由牛顿第三定律知,细绳所能承受的最大拉力为3mg.
(2)小球由DA做平抛运动
vy,tanθ.
(3)小球到达A点时
vA2vy2v12=2g(hL)
在压缩弹簧的过程中小球与弹簧组成的系统机械能守恒EpmgxsinθmvA2
所以Epmg(xhL).
考点:功能关系;牛顿第二定律;机械能守恒定律.
点评:本题是圆周运动、平抛运动、机械能守恒的综合,情景简单,应按程序进行分析和求解.

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