第 1 题
质量为 的物块由轻质、不可伸长的绳跨过固定无摩擦滑轮连接,绳始终绷紧,因此两物块加速度大小相同。 沿倾角为 的光滑斜面滑动, 自由悬挂。取重力加速度 为常量,并设 ,故 下落;忽略物块尺寸及一切阻力。(a) 画受力图,选定正方向,分别为两物块列出牛顿方程。(b) 求加速度 与绳张力 。(c) 检查两侧驱动力趋于平衡时的极限。 垂直于斜面的方向没有加速度,因此支持力平衡重力的法向分量;理想轻绳两端张力大小相同。只有沿斜面的重力分量参与 的运动。推导后还应核实张力确实小于悬挂物体的重力,并确认加速度方向与题设相符。 解答需明确说明所用条件,并区分各项的物理意义;检查各式量纲后,还要在题目假设适用的范围内判断结果是否合理。 推导时保持符号约定一致,最终结果还应能由相应的守恒关系或基本定律直接验证。 同时检查所得方向与大小是否符合题设的物理图景。
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当 时净驱动力趋零,故 且 。 整个推导均假设绳理想且斜面无摩擦。