如图所示,一固定的契形木块,其斜面的倾角θ=30°,另一边与地面垂直,顶上有一定滑轮,一柔软的细绳跨过定滑轮,两端分别与物块A和B连接.A的质量为4kg,B的质量为1kg.开始时将B按在地面上不动,然后放开手,让A沿斜面下滑而B上升.物块A与斜面间动摩擦因数为.设当A沿斜面下滑2m距离后,细线突然断了,试求(g取10m/s2):
(1)绳断瞬间物块A的速率;
(2)物块B上升的最大高度.
网友回答
解:(1)以AB组成的整体为研究对象,根据动能定理得
?? mAgSsin30°-μmAgScos30°-mBgS=
代入解得,v=2m/s
(2)设物块B上升的最大高度为h,根据机械能守恒得
??? mBgh=
得h==0.2m
故物块B上升的最大高度为H=h+2m=2.2m
答:
(1)绳断瞬间物块A的速率为2m/s;
(2)物块B上升的最大高度为2.2m.
解析分析:(1)以AB组成的整体为研究对象,根据动能定理求出绳断瞬间物块A的速率;
(2)绳断瞬间物块B与物块A的速度相同,此后B做竖直上抛运动,根据机械能求出B上升的最大高度.
点评:本题是连接体问题,运用动能定理和机械能守恒定律结合处理,也可以根据牛顿定律和运动学公式结合研究.