综合题12.0分
物理

如图所示,已知质量为M的等腰三角形棱柱物体,上表面水平地置于两个质量均为m边长为L的正方体物块上,初始时刻M最底部距地面h高,M底角为2θ,M物体的高大于L,所有接触面都不计摩擦,当M与水平面发生碰撞时没有能量损失,且以原速大小反向反弹,不计碰撞时间。求:

27.M下落过程中,其加速度为多大?

28.当M碰地后再次达到最高点时,两个m间的距离比一开始增加了多少?

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

对M,受力如图所示:

根据牛顿第二定律得:

Mg-2Fsinθ=MaM

对m,由牛顿第二定律得:

Fcosθ=mam

两者的位移关系为:

联立解得: 

考查方向

牛顿第二定律;匀变速直线运动的公式

解题思路

分别以M和m为研究对象,分析受力情况,作出受力示意图,根据牛顿第二定律列式,再根据它们的位移关系列式,联立求解M的加速度.

易错点

本题关键是利用隔离法分别对M与m进行正确的受力分析,根据牛顿第二定律列方程.

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

对M、m,有:

M碰地前瞬间的速度 vM=aMt; 

M碰地后上升过程,有: 0=vM-gt

又 vm=vMtanθ

所以当M碰地后再次达到最高点时,两个m间的距离比一开始增加:

考查方向

匀变速直线运动规律的综合运用

解题思路

分别对M、m,运用运动学位移时间公式、速度时间公式求出M碰地前瞬间两者的速度,再由位移公式求解.

易错点

本题关键是分析两个物体之间的位移关系和加速度关系.