题目
如图所示,倾角为α的斜面A被固定在水平面上,细线的一端固定于墙面,另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B相连,B静止在斜面上。滑轮左侧的细线水平,右侧的细线与斜面平行。A、B的质量均为m。撤去固定A的装置后,A、B均做直线运动。不计一切摩擦,重力加速度为g。求:(1)A固定不动时,A对B支持力的大小N;(2)A滑动的位移为x时,B的位移大小s;(3)A滑动的位移为x时的速度大小vA。
如图所示,倾角为α的斜面A被固定在水平面上,细线的一端固定于墙面,另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B相连,B静止在斜面上。滑轮左侧的细线水平,右侧的细线与斜面平行。A、B的质量均为m。撤去固定A的装置后,A、B均做直线运动。不计一切摩擦,重力加速度为g。求:

(1)A固定不动时,A对B支持力的大小N;
(2)A滑动的位移为x时,B的位移大小s;
(3)A滑动的位移为x时的速度大小vA。
题目解答
答案
解:(1)根据受力分析:重力、支持力与绳子的拉力,结合力的平行四边形定则及平衡条件可得,斜面的支持力大小为:N=mgcosα;
(2)撤去固定A的装置后,A、B均做直线运动,根据运动的合成与分解,当A滑动的位移为x时,设B的位移大小s,依据几何关系有:

则有:sx=x(1-cosα)
sy=xsinα
代入解得:s=x√2(1−cosα)
(3)因B下降的高度为sy=xsinα;根据系统只有重力做功,机械能守恒定律,则有:
mgsy=12mv2A+12mv2B,
根据速度的定义式可知:vA=△x△t,vB=△s△t,
则:vB=vA√2(1−cosα),
代入数值解得:vA=√2gxsinα3−2cosα。