如图所示，倾角为θ的直角斜面体固定在水平地面上，其顶端固定有

问题问答题

如图所示，倾角为θ的直角斜面体固定在水平地面上，其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放在地面上且使滑轮和物块间的细绳竖直，一端连接质量为m₁的物块A，物块A放在光滑斜面上的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E_p．不计定滑轮、细绳、弹簧的质量，不计斜面、滑轮的摩擦，已知弹簧劲度系数为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，直到弹簧刚恢复原长时的位置，并由静止释放物块A，当物块B刚要离开地面时，物块A的速度即变为零，求：

（1）当物块B刚要离开地面时，物块A的加速度；

（2）在以后的运动过程中物块A最大速度的大小．

答案

（1）B刚要离开地面时，A的速度恰好为零，即以后B不会离开地面．

当B刚要离开地面时，地面对B的支持力为零，设绳上拉力为F．

B受力平衡，F=m₂g①

对A，由牛顿第二定律，设沿斜面向上为正方向，

m₁gsinθ-F=m₁a②联立①②解得，a=（sinθ-

）g③

由最初A自由静止在斜面上时，地面对B支持力不为零，推得m₁gsinθ＜m₂g，

即sinθ＜

故A的加速度大小为（sinθ-

）g，方向沿斜面向上

（2）由题意，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_m．从A由静止释放，到A刚好到达P点过程，由系统能量守恒得，

m₁gx₀sinθ=E_p+

m1vm2④

当A自由静止在P点时，A受力平衡，m₁gsinθ=kx₀⑤

联立④⑤式解得，vm=

m1g2(sinθ)2

)

．

答：（1）当物块B刚要离开地面时，物块A的加速度为（sinθ-

）g，方向沿斜面向上；

（2）在以后的运动过程中物块A最大速度的大小为

m1g2(sinθ)2

)

．