题目内容
【题目】如图所示，光滑水平面放置质量M、倾角θ的斜劈，质量m的长直杆被限制在竖直的管P内，管内壁光滑，杆只能上下移动，杆下端B搁置在斜面上，斜面光滑。
(1)为使m、M静止，在M右侧加一水平方向的力F1，求F1大小？
(2)在斜劈右侧加一水平方向的力F，使得斜劈缓慢向右水平移动，m上升h1高，m始终未脱离斜面，求斜劈的位移s1及力F所做的功W；
(3)若初始时B点离水平面高为h2，由静止释放m、M，求m着地时刻M的速度v。
【答案】(1)
；(2) 
，
；(3) 
【解析】
(1)斜劈对杆支持力N，杆平衡竖直方向有
斜劈平衡，水平方向有
且
求得
(2)由几何关系，斜劈的位移
由于过程缓慢，杆及斜劈都处于平衡状态，系统功能关系
(3)系统机械能守恒
又
得
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