如圖所示,在傾角為θ的固定的光滑斜面上有兩個用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A 、B .它們的質(zhì)量都為m,彈簧的勁度系數(shù)為k , C為一固定擋板。系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),開始時各段繩都處于伸直狀態(tài)。現(xiàn)在掛鉤上掛一物體P,并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放,已知它恰好使物體B離開固定檔板C, 但不繼續(xù)上升(設(shè)斜面足夠長和足夠高)。求:
(1)求A能上升的最大位移?
(2)物體P的質(zhì)量多大?
(3)物塊B剛要離開固定檔板C時,物塊A 的加速度a多大?
解:(1)令x1表示未掛P時彈簧的壓縮量,由胡克定律和牛 頓定律可知mAgsinθ=kx1 ① (1分)
令x2表示B 剛要離開C時彈簧的伸長量,由胡克定律和牛頓定律可知kx2=mBgsinθ ② (1分)
則 x1= x2 ③ (1分)
此時 A能上升的最大位移d=x1+x2= ④ (1分)
(2)B 剛要離開C時,A.B和P的速度都為0,P和A的位移大小相等,
由系統(tǒng)機(jī)械能守恒得: ⑤ (2分)
(1分)
(3)此時A和P的加速度大小相等,設(shè)為a, P的加速度方向向上
對P物體 :F-mP g=mP a ⑥ (2分) 對A物體 :mgsinθ+kx2—F=ma ⑦ 。2分)
由⑥⑦ 式可得a= ⑧ (1分)
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