题目内容

AB两个小物块用轻绳连结,绳跨过位于倾角为300的光滑斜面顶端的轻滑轮,滑轮与转轴之间的摩擦不计,斜面固定在水平桌面上,如图甲所示.第一次, A悬空,B放在斜面上,用t表示B自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间.第二次,将AB位置互换,使B悬空,A放在斜面上,发现A自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为t/2.(重力加速度g已知)

  (1)求AB两小物块的质量之比.

  (2)若将光滑斜面换成一个半径为R(已知)的半圆形光滑轨道固定在水平桌面上,将这两个小物块用轻绳连结后,如图放置,现将B球从轨道边缘由静止释放.若不计一切摩擦,求:B沿半圆形光滑轨道滑到底端时,AB的速度大小.

(1)  (2)  


解析:

(1)设A的质量为m1B的质量为m2

  第一次,A悬空,B放在斜面上,将AB看成整体,由牛顿第二定律有

  

   设斜面的长度为L,依题意有

  第二次,将AB位置互换,使B悬空,A放在斜面上,同理有

  

  

  由以上4式得到

   (2)光滑斜面换成一个半径为R的半圆形光滑轨道时,球从轨道边缘由静止释放后到达轨道底端时速度为v2,此时的速度为v1,如图所示.

  由动能定理有

  由速度关系有

解得:   

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