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如图2-3-7所示,一固定的楔形木块,其斜面的倾角θ=30°,另一边与水平地面垂直,顶上有一个定滑轮,跨过定滑轮的细线两端分别与物块A和B连接,A的质量为4m,B的质量为m.开始时,将B按在地面上不动,然后放开手,让A沿斜面下滑而B上升,所有摩擦均忽略不计.当A沿斜面下滑距离s后,细线突然断了.求物块B上升的最大高度H.(设B不会与定滑轮相碰)

2-3-7

解析:连接体运动过程中两物体速度始终相等,绳断前连接体组成的系统机械能守恒,A机械能的减少量等于物块B机械能的增加量,列守恒方程.绳断后B的机械能守恒,以B为对象列机械能守恒方程,由两方程求解即可.

设细线断裂前一瞬间A和B速度的大小为v,A沿斜面下滑s的过程中,A的高度降低了ssinθ,B的高度升高了s.对A和B以及地球组成的系统,机械能守恒,有物块A机械能的减少量等于物块B机械能的增加量,即4mgssinθ-·4mv2=mgs+mv2

细线断后,物块B做竖直上抛运动,物块B与地球组成的系统机械能守恒,设物块B继续上升的高度为h,有mgh=mv2

由以上两式联立解得h=

故物块B上升的最大高度为H=s+h=s+s.


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图2-3-7

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图2-3-7

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C.                           D.=

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