题目
如图所示,质量为M的木板可沿倾角为θ的光滑斜面下滑,木板上站着一个质量为m的人,问: (1)为了保持木板与斜面相对静止,人运动的加速度是多少?(2)为了保持人与斜面相对静止,木板运动的加速度是多少?
答案:(1)a人= (方向:沿斜面向下) (2)a板=(方向:沿斜面向下)解析:这是一道由人(m)和木板(M)组成的连接体问题,且各个个体的加速度不相同,用整体法更简便.对人和木板整体受力分析如图:由牛顿第二定律有:∑F=(M+m)gsinθ=M·a木+ma人(1)因为a木=0,则a人=(方向沿斜面向下).(2)因为a人=0,则a木=(方向沿斜面向下).当然本题亦可用隔离法,如下.(1)现分别对人和木板应用牛顿第二定律得对木板:Mgsinθ=F对人:mgsinθ+F=ma人(a人为人对斜面的加速度)解得:a人=gsinθ,方向沿斜面向下.(2)现分别对人和木板应用牛顿第二定律,设木板对斜面的加速度为a木,则:对人:mgsinθ=F对木板:Mgsinθ+F=Ma木解得a木=gsinθ,方向沿斜面向下.即人相对木板向上加速跑动,而木板沿斜面向下滑动,所以人相对斜面静止不动.