题目内容
（2011?山西二模）质量分别为m1和m2的两个小物块用轻绳连接，绳跨过位于倾角α=30°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，如图所示．第一次，m1悬空，m2放在斜面上，用t表示m2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m1和m2位置互换，使m2悬空，m1放在斜面上，发现m1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为| t | 3 |
分析：（1）两物体通过轻绳相连可知，两物体运动的加速度大小相等；
（2）互换m1和m2的位置，物体自斜面底端滑上斜面顶端时间之比为3：1，据物体向上做初速度为零的匀加速直线运动，由位移相等可得物体上滑的加速度之比；
（3）据物体的受力分析，根据牛顿第二定律列式可求两种情况下物体的加速度大小之比；由物体受力得到的加速度之比和运动分析的加速度之比相等，列式可求两两物体的质量之比．
（2）互换m1和m2的位置，物体自斜面底端滑上斜面顶端时间之比为3：1，据物体向上做初速度为零的匀加速直线运动，由位移相等可得物体上滑的加速度之比；
（3）据物体的受力分析，根据牛顿第二定律列式可求两种情况下物体的加速度大小之比；由物体受力得到的加速度之比和运动分析的加速度之比相等，列式可求两两物体的质量之比．
解答：
解：第一次，小物块受力情况如图所示，设T1为绳中张力，a1为两物块加速度的大小，l为斜面长，则有
m1g-T1=m1a1 ①
T1-m2gsinα=m2a1 ②
l=
a1t2 ③
第二次，m1与m2交换位置．设绳中张力为T2，两物块加速度的大小为a2，则有
m2g-T2=m2a2 ④
T2-m1gsinα=m1a2 ⑤
l=
a2(
)2 ⑥
由 ①、②式注意到?α=30°得a1=
g ⑦
由 ④、⑤式注意到?α=30°得a2=
g ⑧
由 ③、⑥式得a1=
⑨
由 ⑦、⑧、⑨式可解得
=
⑩
答：m1m2之比为
=
解：第一次，小物块受力情况如图所示，设T1为绳中张力，a1为两物块加速度的大小，l为斜面长，则有m1g-T1=m1a1 ①
T1-m2gsinα=m2a1 ②
l=
| 1 |
| 2 |
第二次，m1与m2交换位置．设绳中张力为T2，两物块加速度的大小为a2，则有
m2g-T2=m2a2 ④
T2-m1gsinα=m1a2 ⑤
l=
| 1 |
| 2 |
| t |
| 3 |
由 ①、②式注意到?α=30°得a1=
| 2m1-m2 |
| 2(m1+m2) |
由 ④、⑤式注意到?α=30°得a2=
| 2m2-m1 |
| 2(m1+m2) |
由 ③、⑥式得a1=
| a2 |
| 9 |
由 ⑦、⑧、⑨式可解得
| m1 |
| m2 |
| 11 |
| 19 |
答：m1m2之比为
| m1 |
| m2 |
| 11 |
| 19 |
点评：用隔离法求物体的加速度，通过正确的受力分析，根据牛顿第二定律列式求物体的加速度；通过对物体的运动分析，得出两种情况下物体的加速度大小之比，结合受力得到的加速度和运动计算的加速度之比相等，列式可求得物体的质量之比．
练习册系列答案
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