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如图,质量分别为2m和m的A、B两物体通过轻质细线绕过光滑滑轮.弹簧下端与地面相连,上端与B连接,A放在斜面上,斜面光滑.开始时用手控住A,使细线刚好拉直,但无拉力,此时弹簧弹

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如图,质量分别为2m和m的A、B两物体通过轻质细线绕过光滑滑轮.弹簧下端与地面相连,上端与B连接,A放在斜面上,斜面光滑.开始时用手控住A,使细线刚好拉直,但无拉力,此时弹簧弹性势能为EP.滑轮左侧细线竖直,右侧细线与斜面平行.释放A后它沿斜面下滑,当弹簧刚好恢复原长时,B获得最大速度.重力加速度为g,求:
(1)斜面倾角α;
(2)刚释放A时,A的加速度;
(3)B的最大速度vm
▼优质解答
答案和解析
(1)B 速度最大时:2mgsinα=mg
∴sinα=
1
2

α=30°
(2)刚释放A时,由牛顿第二定律得:
对A  2mgsinα-T=2ma
对B   T+F-mg=ma
F=mg
解得   a=
1
3
g
方向沿斜面向下
(3)设释放A之前,弹簧压缩量为x,由系统机械能守恒得
2mgxsinα+Ep-mgx=
1
2
3mvm2
解得   vm=
2Ep
3m

答:(1)斜面倾角α为30°;
(2)刚释放A时,A的加速度为
1
3
g,方向沿斜面向下;
(3)B的最大速度vm
2Ep
3m
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