问题 问答题

如图所示,物体A质量mA=10kg,A的初速度V0=12m/s,方向沿斜面向下,已知斜面足够长,B离地面足够高,A、B均可看成质点,绳子的质量不计且始终绷紧,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8(要求一定要作出受力分析图)

(1)若A与斜面间无摩擦,A、B均作匀速直线运动,求物体B的质量mB

(2)若物体A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,将B换成质量为mB′=20kg的物体,求物体A开始运动时的加速度大小?物体A在5s内通过的路程?

答案

(1)当A、B作匀速运动,

对B:T=mBg

对A:mAgsin37°=T′

依牛顿第三定律T=T’

由以上各式可得:mB=6kg

(2)当B换成质量为mB′=20kg时

由于:mBg+µmAgcos37°>mAgsin37°,所以开始运动时,A沿斜面向下作匀减速直线运动,B向上作匀减速直线运动.

对A:F=ma有:

T+µFN-mAgsin37°=mAa1

FN=mAgcos37°

对B:mB′g-T′=mBa1

依牛顿第三定律T=T′

由以上各式可得:a1=6m/s2

从开始运动至停止时间:t1=

0-v0
-a1
=2s

0-2s内路程:s1=

1
2
a1t12=12m

停止时:由于mB′g>mAgsin37°+µmAgcos37°,所以接下来A沿斜面向上作匀加速直线运动,B向下作匀加速直线运动

对B:mB′g-T′=mBa2

对A:F=ma有:

T-µFN-mAgsin37°=mAa2

FN=mAgcos37°

由以上各式可得a2=

10
3
m/s2

t2=t-t1=(5-2)s=3s

2-5s内路程:s2=

1
2
a2t22=15m

5s内总路程:s=s1+s2=27m

答:(1)物体B的质量为6kg;

(2)物体A开始运动时的加速度为

10
3
m/s2,物体A在5s内通过的路程为27m.

单项选择题
单项选择题