题目内容

【题目】如图,两个质量均为2kg的物块A、B,它们由一根长l=1m的不可伸长轻绳拴接,现将两物块相互靠近置于倾角为θ=37°的粗糙斜面上。物块A与斜面间无摩擦,距离斜面底端x0=10.5m,物块B与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,g=10m/s2,将两物块由静止同时释放。求:

(1)绳子绷紧瞬间两物块的速度;

(2)物块A到达斜面底端所用的时间;

(3)物块A到达斜面底端过程中轻绳对物块B所做的功。

【答案】(1)5m/s (2)2s (3)24J

【解析】

根据牛顿第二定律分别求出AB的加速度,结合位移关系和动量守恒即可求出绳子绷紧瞬间两物块的速度;根据牛顿第二定律求出线绷紧后,共同的加速度,再结合运动学公式即可求出运动总时间;根据动能定理即可求出物块A到达斜面底端过程中轻绳对物块B所做的功。

(1)根据牛顿第二定律,对A可得:

对B可得:

位移间的关系为:

根据速度时间关系:

绳子绷紧瞬间两物块动量守恒:

联立以上并代入数据解得:

(2)线绷紧后,共同的加速度为:

线绷紧瞬间A物块距底端的距离为:

线绷紧后则有:

A运动的总时间为:

联立并代入数据解得:t=2s

(3)物块A到达斜面底端时B的速度为:

根据动能定理可得:

代入数据解得:

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