题目内容
如图所示,在倾角为
的光滑斜面顶端有一个质点A由静止释放,与此同时,在斜面底部有另一个质点B由静止开始,以加速
度a在光滑水平面上向左做匀加速运动。设斜面与水平面通过极小的一段光滑圆弧连接,A质点能平稳地通过该圆弧,且它通过圆弧所用的时间可以忽略。要使质点A不能追上质点B,试求质点B的加速度a的取值范围。[![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241214462182957.jpg)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446031209.gif)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/2014082412144615672.gif)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241214462182957.jpg)
A不能追上B时,B的加速度的取值范围为
(5分)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446234495.gif)
解:设质点A开始释放的位置到斜面底端的距离为SA,运动时间为t1,在该时间内B的位移为SB,则
……①
……② (2分)
此时,A的速度
……③ B的速度
……④ (2分)
此后A匀速运动,B继续匀加速运动,设经过时间t2,A、B到达同一位置,则
……⑤ (3分)
由②⑤化简得:
……⑥ (2分)
要使A不能追上B,只需t2无实数解即可,即![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446358796.gif)
即
,故A不能追上B时,B的加速度的取值范围为
(5分)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446249562.gif)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446265450.gif)
此时,A的速度
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446280552.gif)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446296399.gif)
此后A匀速运动,B继续匀加速运动,设经过时间t2,A、B到达同一位置,则
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446312816.gif)
由②⑤化简得:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446327805.gif)
要使A不能追上B,只需t2无实数解即可,即
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446358796.gif)
即
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446234495.gif)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446234495.gif)
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