图7所示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为30°,质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为
。木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量为m的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下,与轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程。下列选项正确的是( )。
A、
m=M
B、
m=2M
C、
木箱不与弹簧接触时,上滑的加速度大于下滑的加速度
D、
在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
【正确答案】
C
【答案解析】
解析:受力分析可知,下滑时加速度为gsin0一μgcosθ,上滑时加速度为gsinθ+μgcosθ,所以C正确。设下滑的距离为I,根据能量守恒有μ(m+M)g/cosθ+μMglcosθ=mglsinθ,得m=2M。也可以根据除了重力、弹性力做功以外,还有其他力(非重力、弹性力)做的功之和等于系统机械能的变化量,B正确。在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和动能,所以D项不正确。
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