Question

高中物理机械能

如图所示，质量m=1kg的物体B置于倾角θ=37°的固定斜面上，用轻绳通过光滑的滑轮与物体A相连。t=0时同时释放A、B，物体A拉动B沿斜面向上运动，已知斜面足够长，A落地后不再反弹，物体B运动的部分v-t图如右图所示

求：（1）物体A的质量；
（2）物体B在上升过程中，和斜面摩擦产生的热量；
（3）若物体B到达最高点时，剪断绳子。取地面为零势能参考平面，物体B向下滑动过程中在何位置时具有的动能和势能相等。

有参考答案的（1）3kg (2)240J (3)距离地面7.5m高。【我就是求个详细过程】

Answer 1

（1）由图像可知a1=(20-0)/(4-0)=5m/s^2 t=4s A落地 B减速上滑 h=20*4/2=40m
加速度大小a2=(20-10)/(5-4)=10m/s^2 斜面摩擦因数μ
m1gsian37^0+μm1gcos37^0=m1a2 μ=0.5
t=0时同时释放A、B，物体A拉动B沿斜面向上运动，
对A m2g-T=m2a1 1
对B T-(m1gsian37^0+μm1gcos37^0)=m1a1 2
1+2 m2=3kg
(2)物体上滑的最大距离 S
A落地后B上滑的距离x 0=vB^2-2a2x x=20m
S=h+x=60m Q=fs=μm1gcos37^0*s=240j
(3)由能量守恒得 m1gH=m1gh+1/2m1v^2+fs' m1gh=1/2m1v^2 s'=(H-h)/sin37^0=5(H-h)/3
m1g(H-2h)=μm1gcos37^0(H-h)/sin37^0 h=H/4
H=S*sin37^0=36m h=9m