问题: 高一物理
倾角为θ的直角斜面体固定在水平地面上,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放在地面上且细绳竖直。另一端连接质量为m1的物块A,物块A在斜面上的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.不记定滑轮细绳弹簧的质量,也不记斜面滑轮的摩擦,已知弹簧劲度系数我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0.
求1)当物块B刚要离开地面时,物块A的加速度。
2)在以后的运动中物块A的最大速度。
解答:
1)B刚要离开地面时,A的速度恰好为零,则B不会离开地面.
B刚要离开地面时,地面对B的支持力为零,
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
解得,a=(sinθ-m2/m1)g
最初A自由静止在斜面上时,地面对B支持力不为零,
m1gsinθ<m2g,即sinθ<m2/m1
故A的加速度方向沿斜面向上
2)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v. A由静止释放,到A刚好到达P点过程,系统能量守恒,设弹簧伸长L
m1gLsinθ=Ep+m1v²/2
当A自由静止在P点时,A受力平衡,m1gsinθ=kL
联立两个式子解得,
v=√(m1g²sin²θ/k0 -Ep/m1)
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