(2014?合肥二模)如图所示,质量为M、倾角为θ的斜面体A静止在光滑水平地面上,现将一质量为m的小滑块B

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-27
质量为M,倾角为θ的斜面A放在光滑的水平地面,质量为m的光滑滑块放在A的斜面上。求B相对于地面的加

设B相对斜面的加速度大小为a,则其方向沿斜面向下,水平分加速度大小为a1x = acosθ - a2,竖直分加速度大小为a1y = asinθ.斜面的加速度大小设为a2.
系统在水平方向不受力,有ma1x - Ma2 = 0
得 a2 = macosθ/(M + m),a1x = Macosθ/(M + m)
对B,竖直方向 mg - Ncosθ = masinθ
水平方向 Nsinθ = ma1x
解得 a1x = M g sinθcosθ/(M + msin^2θ) ,a1y = ( M + m )gsin^2θ/(M + msin^2θ),
当M>m
a1x=gsinθ

解:A、B、以物块为研究对象,分析受力情况,如左图所示,根据平衡条件得:物块受到的摩擦力大小为f=mgsinθ;支持力N=mgcosθ,故AB错误.C、D、以整个系统为研究对象,分析受力情况,如右图所示,据平衡条件得:地面对系统的支持力 N′=(M+m)g,摩擦力为 f′=0根据牛顿第三定律得:整个系统对地面的压力为(M+m)g,摩擦力为0.故C正确,D错误.故选:C

对斜面压力与斜面对m支持力是一对作用反作用力为N.
N的水平分力N1=Nsinθ,N的竖直分力N2=Ncosθ,
对M、m整体:水平方向不受外力,动量守恒有:mVx=MV.
整个系统无摩擦,只有重力做功,设斜面高为h,由机械能守恒得.
mgh=
1
2
mvB2+
1
2
MvA2

设下滑时间为t,对M由动量定理:Nsinθ?t=MV,
对m:竖直方向,由动量定理:(mg-Ncosθ)?t=mVy
在水平方向,由动量定理:Nsinθ?t=mVx
又由于 VB2=Vx2+Vy2
解以上方程可得,N=
Mmgcosθ
M+msin2θ

解得a=
Nsinθ
M
mgsinθcosθ
M+msin2θ
.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.

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