Question

【題目】如圖所示，A、B兩小球由繞過輕質(zhì)定滑輪的細(xì)線相連，A放在固定的光滑斜面上，B、C兩小球在豎直方向上通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，C球放在水平地面上．現(xiàn)用手控制住A，并使細(xì)線剛剛拉直但無拉力作用，并保證滑輪左側(cè)細(xì)線豎直、右側(cè)細(xì)線與斜面平行．已知A的質(zhì)量為4m，B、C的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，細(xì)線與滑輪之間的摩擦不計(jì)，開始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．釋放A后，A沿斜面下滑至速度最大時(shí)C恰好離開地面．求A獲得最大速度．

Answer 1

【答案】

【解析】

C剛離開地面時(shí)，對(duì)C有：kx2=mg，此時(shí)B有最大速度，即aB=aC=0，

對(duì)B有：T﹣kx2﹣mg=0，對(duì)A有：4mgsinα﹣T=0，

以上方程聯(lián)立可解得：sinα=，則斜面傾角α=30°；

開始時(shí)系統(tǒng)靜止，且線上無拉力，對(duì)B有：kx1=mg，

解得：x1=x2=，

則從釋放至A剛離開地面過程中，彈性勢能變化量為零；

此過程中A、B、C組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：

4mg（x1+x2）sinα=mg（x1+x2）+（4m+m）vAm2，

解得：vAm=2g，