Question

求解高中物理题

题目具体见图片，作业帮搜到了结果，但是我认为第三问是错的，分离时斜面的位移应该是根号3倍的L，请高人解答，谢谢

Answer 1

(1)运用整体法，拉力在水平方向上的分力就等于水平推力。
(2)机械能=动能+势能，已知小球与斜面分离后，会达到最大张角30°，而在未撤去水平推力的时候，小球的张角为60°，根据30°与60°在竖直方向上的差距，得到损失的重力势能，这就是机械能的减小量。
(3)因为没有摩擦力，所以小球损失的机械能全部转化为斜面体的动能，那就能求出速度

追问

我的疑问是关于第三问的：如果斜面位移是根3L，如何解释小球水平位移是其一半？整个运动过程，小球的瞬时速度和斜面体的瞬时速度如何分解，有何关系？如何解释两者分离时速度相等？

利用机械能守恒解题这个没有问题

追答

他们两个分离时的速度一定是相等的，这一点在写大题是说一下就行了，不用解释。你可以这样想——当两个物体为分离时，他们两个的速度一定是相等的吧！要不一定会有相对滑动，对吧！那么当他们分离之前，他们的速度不也是相等的吗？
先算出小球损失的机械能，得到斜面获得的动能，在找到小球的能量关系，再找到小球的速度与斜面速度相等的时候，细线与竖直方向的夹角，就可以算出，在分离之前的位移，要算分离之后的位移就简单了

有问题的话，可以再问，没问题的话，请采纳哦⊙∀⊙！

追问

斜面比小球多出的一倍位移是如何得来的

追答

刚看到你真正的问题，我仔细看看

你想要的是紫色字的部分

我想你的想法是错的，可以说一说，让我看看

看不清，我可以重发给你

还有，我没说斜面比小球多出一倍的位移啊？

追问

紫色部分的解释很好，打消了两者不是在竖直位置分离的怀疑。但在两者分离时，首先，斜面的位移我认为是是根3倍L，而不是其一半；其次，如果斜面位移是根3倍L，那么在分离前的运动过程中，球和斜面的速度有何关系？

分离前同样多的时间内，小球水平位移是斜面的一半，按说小球的平均水平速度也是斜面的一半，这又和分离时二者速度相等矛盾，这个如何解释，我没有办法解释的通

追答

小球和斜面在分离之前不都运动了二分之根三L吗？

追问

这个图，分析的是否有误

追答

👍

我想想

追问

如果两者在小球从起始位置下落30度后分离，一切都解释得通了，有没有这种可能

而且此时分离，小的动能为0

追答

你是怎么分析的

你可以写一下，我想了想，可以从动量的角度分析，不过必需要知道斜面体的质量

或许出题人没你这么认真，是出题失误吧

你学过动量了吗？

追问

高三物理学没问题

追答

我整理一下，发给你

追问

谢谢

追答

我不能保证这是绝对正确的，你可以问一下你老师，看看他的说法。若你们老师有正确的解法，麻烦告诉我一声

追问

我是高三学生家长

呵呵

追答

那你孩子是三星期一回来？

追问

不是

追答

那他回来，您让他看看，再回我一下，麻烦了，谢谢！

追问

他没有考虑这么多，多谢

追答

说实话，我是没考虑那么多，要是真考这一题，我也就是按答案所给的那样写了，但事实好像并非如此。😱

追问

试想一下，小球质量比斜面质量小的多，那么情况就是小球在很长一段时间下落到最低点时，两者分离，斜面以一个很小的速度向左滑行，小球只能左摆很小的幅度；相反，小球质量远大于斜面质量时，小球几乎是自由下摆到最低点，推走斜面体后，几乎会左摆到原高度。但无论如何，在分离前斜面位移都是一样的根3倍L

如果小球没有细线拴着，会出现小球竖直下落，斜面向左位移，位移大小是下落高度的根3倍，这说明，小球沿竖直方向的速度一定给斜面体增加了向左的速度

可不可以这样解释：斜面体和小球之所以在小球下落到最低点之前没有分离，不是因为小球在下落过程中水平向左的分速度等于斜面体向左的运动速度，而是因为小球下落时做圆周运动的瞬时线速度等于斜面体的斜面相对于小球也有方向相同大小一样的速度（都垂直于细线）。（待续）

（须前）斜面体向左的速度是小球水平向左的速度加上小球竖直方向分速度赋予小球向左的速度之和。小球水平向左的速度不断增大，竖直向下的速度先大后小，但在任意时刻，他们共同赋予斜面向左运动的速度之和都没有达到小球下降到最低点时向左的速度（也是分离时斜面体最终的速度）

Answer 2

怎么可能是√3L
小球初始位置，距离天花板绳结正下方，就是½√3L
如果是√3L
小球在哪个位置？没有斜面体，它才可以自己摆动到左边这个位置。而且到这位置，小球速度为0.
这时候斜面体速度？能量守恒？

追问

小球摆动到最低点时小球和斜面分离，此时，画个示意图，可以算出斜面比初始位置向左偏移了根3倍的L，见图

追答

看错你的问题了，只看了题目。题目问的是小球最高时，我当成你说的是小球的位移了。
那时斜面体的位移的确是√3L
不过你还是把你认为错的那个解析发出来啊。不然谁知道他错哪，或是对的。
作业帮也是人做的。不要尽信。

追问

我的疑问是：如果斜面位移是根3L，如何解释小球水平位移是其一半？整个运动过程，小球的瞬时速度和斜面体的瞬时速度如何分解，有何关系？如何解释两者分离时速度相等？

图片上的解答，第一个算式都算错了，而且看不懂他的思路

追答

你没错，它当成小球相对斜面静止了。（也就是认为斜面体的位移和小球的水平位移相等了）

追问

斜面比小球多出的一倍位移是如何得来的

追答

你自己不是都画出图来了么？

图中两段都是½√3 L

追问

如何解释

追答

不是都画图给你了吗？

追问

没看到

看不懂

Answer 3

你是不是会了已经

追问

分离时的速度相等如何解释？

感觉有点矛盾

追答

小球所受合力分离之前一直向左下 并且小球和斜面水平方向算是连接体

追问

整个系统运动过程中，小球的速度和斜面的速度有何关系呢

如果小球水平方向速度和斜面速度一直一样，那就有矛盾了：同样时间内，小球水平向左的位移为斜面的一半

追答

水平速度一样(○ﾟεﾟ○)(ಡωಡ)hiahiahia

追问

那如何解释位移不一样呢

追答

嗯对 不一样

应该是垂直斜面速度一样

追问

小球水平位移是二分之根3L，斜面是根3倍的L

追答

是垂直斜面的速度二者一样大

追问

小球垂直斜面的速度可以理解，就是小球的瞬时线速度，斜面体本身的速度和其斜边的速度如何解释，如何分解呢

追答

错了 小球的只是一开始是线速度 后来这俩速度不一回事了

斜面速度就沿斜面和垂直斜面分解呗

追问

如何解释

追答

应该没啥意义 就是为了解释小球和斜面的关系吧

追问

斜面体位移是小球水平位移的2倍，该如何解释呢

追答

意思是水平方向匀加速么

不不不 想错了

追问

根据斜面受力分析，小球对斜面体的推力（或者说压力）越来越小，水平方向应该是变加速，但这不是关键，我就是对位移2倍这个现象如何解释，而且分离时速度一样

追答

我说我想错了。。(○ﾟεﾟ○)

追问

有什么思路吗

追答

正在想 我觉得你好像有

追问

没有

想不通

追答

略烦ヽ(‘⌒´メ)ノ

追问

me too，越想越觉得复杂

追答

这就用到了相对速度吧 当然跟角度也有关系 小球和斜面按我说的那样分解速度 那么小球沿斜面速度向下 相对位移同样 而相对位移有可以用相对竖直位移算 所以就是一半咯

还有不不对的吗

追问

您的意思是斜面体的整体位移等于两者的水平相对位移再加上小球的水平绝对位移吗？

追答

你说的应该是对的

追问

我再想想吧，朋友，多谢您

追答

好的

你觉得哪里还不清楚呢 我看了你们的消息

追问

也许可以用你的说法解释，相对于小球来说，斜面体有一个沿斜面向上的相对速度，造成了斜面体的部分位移

追答

现在问题又变成为何是竖直时候分离？？？

追问

不是的，问题依旧是如何解释斜面体的位移是小球位移的2倍

追答

其中一点跟角度有关不用强调吧(o^^o)

然后你想用什么方法。。

追问

想不通

追答

那我的答案你觉得哪里不对 不明白