题目内容

如图所示,在倾角为θ的光滑斜面顶端有一小物体A自静止开始自由下滑,同时另一物体B自静止开始由斜面底部向左以恒定加速度a沿光滑水平面运动,A滑下后能沿斜面底部的光滑小圆弧平稳地朝B追去.下列说法正确的是(  )
分析:B做加速度为a的匀加速直线运动,A先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,A要追上B,则追上B时的速度必大于等于B的速度.求出临界情况,即当B的加速度最大时,此时A追上B时,两者速度恰好相等.根据位移关系,根据运动学公式去求加速度的最大值.
解答:解:
A滑到底端后做匀速直线运动,在B的速度小于A之前,两者距离越来越小,若速度相等直线未追上B,速度相等后不会追上,因为AB距离又越来越大,可知A要追上B,则追上B时的速度必大于等于B的速度.
设A滑到底端的速度为vA,滑到底端的时间为t1,A追上B所用的时间为t.临界情况为当B的加速度最大时,此时A追上B时,两者速度恰好相等.
速度相等时,根据平均速度公式,B的位移:
xB=
vA
2
t

A做匀速运动的位移xA=vA(t-t1)
A追上B时,有xB=xA,
vA
2
t
=vA(t-t1)
解得:
t1=
t
2
;
A做匀加速运动的加速度:
aA=
F合
m
=
mgsinθ
m
=gsinθ

又:aA=
vA
t1
=
2vA
t

B做匀加速直线运动的加速度:
aB=
vA
t 
=
aA
2
=
1
2
gsinθ

故为使A追上B,B的加速度的最大值为
1
2
gsinθ
.
故A错误,B正确,C错误,D错误.
故选:B.
点评:解决本题的关键知道要追上B,则追上B时的速度必大于等于B的速度.然后根据临界情况去解决问题,即当B的加速度最大时,此时A追上B时,两者速度恰好相等.
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