题目内容

如图所示,倾角为θ的光滑斜面上有轻杆连接的A、B两个小物体,A的质量为m,B的质量为3m,轻杆长为L,A物体距水平地面的高度为h,水平地面光滑,斜面与水平地面的连接处是光滑圆弧,两物体从静止开始下滑.求:
(1)两物体在水平地面上运动时的速度大小?
(2)在整个运动过程中,杆对B物体所做的功?

【答案】分析:(1)A、B一起从斜面运动到水平地面的过程中,根据机械能守恒研究整体求出两物体在水平地面上运动时的速度.
(2)在整个运动过程中,根据动能定理研究B物体求出杆对B物体所做的功.
解答:解:(1)A、B一起从斜面运动到水平地面的过程中,机械能守恒,设在水平地面上的共同速度为v,则
mgh+3mg(h+Lsinθ)=(m+3m)v2
解得v=
(2)设在整个运动过程中,杆对B物体做的功为W,根据动能定理有
3mg(h+Lsinθ)+W=?3mv2-0
解得W=-
答:(1)两物体在水平地面上运动时的速度大小是
(2)在整个运动过程中,杆对B物体所做的功是-
点评:本题是连接体问题,关键是选择研究对象.采用隔离法和整体法结合求解.
解决本题的关键知道动能定理解题的优越性,不需要考虑速度的方向,以及掌握机械能守恒的条件,只有重力做功.
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