题目内容

倾角θ=37°的斜面体固定在水平地面上,一根轻绳跨过固定在斜面顶端的定滑轮,绳的一端与质量为ml=1kg的物块A连接,且绳与斜面平行;另一端与质量为m2=3kg的物块B连接.开始时,用手按住A,使B悬于距地面高H=0.6m处,而A静止于斜面底端.如图所示.现释放B,试求此后A在斜面上向上滑行的最大距离?(设斜面足够长,且所有接触面间的摩擦均忽略不计,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2
分析:A、B开始运动到B着地过程中,分析系统的受力及做功情况,系统的机械能守恒,运用机械能守恒定律求出它们的速度.
B着地后,A沿斜面做匀减速运动,当速度减为零时,A能沿斜面滑行的距离最大.
解答:解:设B落地时的速度为v,系统的机械能守恒:
       m2gH-m1gHsinθ=
1
2
(m1+m2)v2    ①
    B落地后,A以v为初速度沿斜面匀减速上升,设沿斜面又上升的距离为S,
由动能定理得:-m1gSsinθ=0-
1
2
mv2  ②
物体m能沿斜面滑行的最大距离:L=h+S  ③
由①②③代入数据得:L=1.2m
答:物体A能沿斜面滑行的最大距离是1.2m.
点评:A、B单个物体机械能不守恒,但二者组成的系统机械能守恒.求A能沿斜面滑行的最大距离时应从斜面底端算起.
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