如图所示,在竖直方向上A、B物体通过劲度系数为
的轻质弹簧相连,A放在水平地面上,B、C两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上,斜面倾角为30。用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行,已知B的质量为m,C的质量为4m,A的质量远大于m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦力不计,开始时整个系统处于静止状态,释放C后它沿斜面下滑,斜面足够长,求:
(1)当B物体的速度最大时,弹簧的伸长量;
(2)B物体的最大速度。

如图所示,在竖直方向上A、B物体通过劲度系数为
的轻质弹簧相连,A放在水平地面上,B、C两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上,斜面倾角为30。用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行,已知B的质量为m,C的质量为4m,A的质量远大于m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦力不计,开始时整个系统处于静止状态,释放C后它沿斜面下滑,斜面足够长,求:
(1)当B物体的速度最大时,弹簧的伸长量;
(2)B物体的最大速度。

(1)通过受力分析可知:当B的速度最大时,其加速度为0,绳子上的拉力大小为为2mg, 此时弹簧处于伸长状态,弹簧的伸长量为
,满足
(2分) 则
(1分)
(2)开始时弹簧压缩的长度为:
(1分)
因A质量远大于m,所以A一直保持静止状态。物体B上升的距离以及物体C沿斜面下滑的距离均为
(1分)
由于
,弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等,弹簧弹力做功为零,且物体A刚刚离开地面时,B、C两物体的速度相等,设为
,由能量关系:
(3分)
由此解得
(1分)