如圖1所示,光滑斜劈AB兩端的距離為l,質量為M、傾角為θ,放置在光滑水平地面上。斜劈上端A點處放置質量為m的物塊,m可視作質點?,F(xiàn)將m由靜止釋放,它將沿斜劈下滑,同時斜劈M也將向左運動。小明同學想計算物塊滑到B端所需要的時間。
(1)他認識到,雖然m沿斜面AB下滑,但是由于斜面本身也在運動,因此m的速度與水平方向的夾角并不等于θ。設m滑到底端時,速度的水平分量為v1x、豎直分量為v1y,M的速度為v2,如圖2所示。為了分析物塊和斜劈速度的關系,小明先把v1x和v1y合成得到m的速度v1,然后把v1和v2做矢量差,得到m相對M的速度v相對,如圖3所示。由于m相對于M沿著斜面AB下滑,因此v相對與斜面的方向相同,即與水平方向的夾角為θ。請據(jù)此寫出v1x、v1y和v2應滿足的關系。
(2)請你幫小明求出m到達B端時,m速度的大小v1和M速度的大小v2。
(3)為了求出物塊從A到B運動的時間,小明認為,只求出速度還不夠,還應該分析位移。他選取更易分析的M為研究對象,發(fā)現(xiàn)分析其位移時,可以借鑒老師講過的“人船模型”。請你幫他求出當m到達B端時,M運動的距離x2。
(4)求出M做勻加速直線運動的加速度a2的大小,并求出m從A滑到B所經(jīng)歷的時間t。
v
1
v
1
v
2
v
相對
v
相對
【考點】作用力與反作用力;勻變速直線運動位移與時間的關系.
【答案】見試題解答內容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/10/1 9:0:4組卷:39引用:2難度:0.5