如圖所示,一足夠長的固定光滑斜面傾角θ=37°,兩物塊A、B的質量mA=1kg、mB=4kg.兩物塊之間的輕繩...
問題詳情:
如圖所示,一足夠長的固定光滑斜面傾角θ=37°,兩物塊A、B的質量mA=1kg、mB=4kg.兩物塊之間的輕繩長L=0.5m,輕繩可承受的最大拉力為T=12N,對B施加一沿斜面向上的力 F,使A、B由靜止開始一起向上運動,力F逐漸增大,g取10m/s2(sin37°=0.6,cos37°=0.8).
(1)若某一時刻輕繩被拉斷,求此時外力F的大小;
(2)若輕繩拉斷瞬間A、B的速度為3m/s,繩斷後保持外力F不變,求當A運動到最高點時,A、B之間的距離.
【回答】
解:(1)對整體分析,根據牛頓第二定律得:
F﹣(mA+mB)gsinθ=(mA+mB)a
A物體:T﹣mAgsinθ=mAa
代入資料解得:F=60N
(2)設沿斜面向上為正,A物體:
﹣mAgsinθ=mAaA
解得:,
因為v0=3m/s,
所以A物體到最高點為:t===0.5 s
此過程A物體的位移為:,
B物體:F﹣mBgsinθ=mBaB
所以兩者間距為:△x=xB﹣xA+L
代入資料解得:△x=2.375m
答:(1)此時外力F的大小為60N;
(2)A、B之間的距離為2.375m.
知識點:專題二 力與物體的直線運動
題型:計算題