Question

如图7-7-7所示,一固定的楔形木块,其斜面的倾角θ=30°,另一边与地面垂直,顶上有一定滑轮,一柔软的细绳跨过定滑轮,两端分别与物块A和B连结,A的质量为4 m,B的质量为 m.开始时将B按在地面上不动,然后放开手,让A沿斜面下滑而B上升.物块A与斜面间无摩擦.设当A沿斜面下滑s距离后,细绳突然断了,求物块B上升的最大高度H.

图7-7-7

Answer 1

1.2 s

依题意有两段运动过程:绳断前,A、B组成的系统只有重力做功,机械能守恒,可求出绳断瞬间的v,绳断后,B做竖直上抛运动,由机械能守恒可求出上升的最大高度h.
设A沿斜面下滑s时的速度为v ,此时B的速度也为v,上升高度也是s.对A、B系统,机械能守恒,分别选取A、B位置变化的最低点为零势面,由E₁=E₂有
4mgssin30°=mgs+(m+4m)v²
得v²="0.4" gs.绳断瞬间,B做竖直上抛,取绳断瞬间B处为零势面,由机械能守恒有  所以
故物块B上升的最大高度为H="h+s=0.2s+s=1.2" s