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2023年高考湖北卷
)
9.
如图所示,原长为l的轻质弹簧,一端固定在O点,另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙杆上,与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点与O点的距离均为l,P点到O点的距离为,OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点,在此过程中,弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是(
)
A. 弹簧的劲度系数为
B. 小球在P点下方处的加速度大小为
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C. 从M点到N点的运动过程中,小球受到的摩擦力先变小再变大
D. 从M点到P点和从P点到N点的运动过程中,小球受到的摩擦力做功相同
【答案】AD
【解析】
【详解】A.小球在P点受力平衡,则有
,
,
联立解得
A正确;
C.在PM之间任取一点A,令AO与MN之间的夹角为,则此时弹簧的弹力为
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小球受到的摩擦力为
化简得
在MP之间增大在PN减变小,即摩擦力先变大后变小,C错误;
D.根据对称性可知在任意关于P点对称的点摩擦力大小相等,因此由对称性可知M到P和P到N摩擦力做功大小相等;D正确;
B.小球运动到P点下方时
,此时摩擦力大小为
由牛顿第二定律
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联立解得
B错误。
故选AD。
编辑:小徐