题目内容
【题目】如图所示,倾角为的直角斜面体固定在水平地面上,其顶端固定有一轻质定滑轮,轻质弹簧和轻质细绳相连,一端接质量为m2的物块B,物块B放在地面上且使滑轮和物块间的细绳竖直,一端连接质量为m1的物块A,物块A放在光滑斜面上的P点保持静止,弹簧和斜面平行,此时弹簧具有的弹性势能为EP。不计定滑轮,细绳,弹簧的质量,不计斜面,滑轮的摩擦,已知弹簧的劲度系数为k,P点到斜面底端的距离为L。现将物块A缓慢斜向上移动,直到弹簧刚恢复原长时由静止释放物块A,当物块B刚要离开地面时,物块A的速度即变为零,求:
(1)当物块B刚要离开地面时,物块A的加速度;
(2)在以后的运动过程中物块A的最大速度。
【答案】(1) A的加速度大小为,方向沿斜面向上
(2)
【解析】
(1)B刚要离开地面时,A的速度恰好为零,即以后B不会离开地面.当B刚要离开地面时,地面对B的支持力为零,设绳上拉力为F. B受力平衡,F=m2g
对A,由牛顿第二定律,设沿斜面向上为正方向, m1gsinθ-F=m1a
联立解得
由最初A自由静止在斜面上时,地面对B支持力不为零,
推得m1gsinθ<m2g, 即, 故A的加速度大小为,方向沿斜面向上
(2)由题意,物块A将以P为平衡位置振动,当物块回到位置P时有最大速度,设为vm.
从A由静止释放,到A刚好到达P点过程,由系统能量守恒得,
当A自由静止在P点时,A受力平衡,m1gsinθ=kx
联立解得,
练习册系列答案
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