题目内容

如图所示,倾角为θ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,已知弹簧劲度系数为kP点到斜面底端的距离足够长。现将物块A缓慢斜向上移动,直到弹簧刚恢复原长时的位置,并由静止释放物块A,当物块B刚要离开地面时,物块A的速度即变为零,求:

【小题1】当物块B刚要离开地面时,物块A的加速度;
【小题2】在以后的运动过程中物块A最大速度的大小。


【小题1】a=(sinθ-)g,方向沿斜面向上
【小题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FB受力平衡,F=m2g①
A,由牛顿第二定律,设沿斜面向上为正方向m1gsinθF=m1a
联立①②解得,a=(sinθ-)g③
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sinθ< 故A的加速度大小为(sinθ-)g,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A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点的过程,由系统能量守恒得,
m1gx0sinθ=Ep+
A自由静止在P点时,A受力平衡,m1gsinθ=kx0
联立④⑤式解得,

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