【追加50分】求高手解高一物理力学题，期待醍醐灌顶的感觉！

Question

如右图所示，水平地面上有一楔形物块a，其斜面上有一小物块b，b与平行于斜面的细绳的一端相连，细绳的另一端固定在斜面上．a与b之间光滑，a和b以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动．当它们刚运行至轨道的粗糙段时A．绳的张力减小，b对a的正压力减小 B．绳的张力增加，斜面对b的支持力增加C．绳的张力减小，地面对a的支持力增加 D．绳的张力增加．地面对a的支持力减小

下面是解析在光滑段运动时，系统及物块b处于平衡状态，因此有 ， ；当它们刚运行至轨道的粗糙段时，系统有水平向右的加速度，此时有两种可能，一是物块b仍相对静止，竖直方向加速度为零，则 仍成立，但 ，因此绳的张力 将减小，而地面对a的支持力不变；二是物块b相对于a向上滑动，具有向上的加速度，是超重，因此绳的张力减小，地面对a的支持力增大，C正确。其中“b相对于a向上滑动，具有向上的加速度”这句话看不懂，为什么向上运动就有向上加速度？
我是这样想的；根据上述第二种情况，物块b相对于a向上滑动即绳对b没有拉力，在对b进行受力分析，b受到重力及斜面的支持力，再沿斜面向下为x轴进行正交分解，b只可能受到沿斜面向下的力而不可能受到沿斜面向上的力，故b不可能具有沿斜面向上的加速度，沿斜面向上具有速度只是因为b具有惯性，而其加速度还是沿斜面向下的，处于失重状态，故选A。请问我怎么错的？请告诉全面透彻的解析下这道题，必有重谢！！！
另外，请不要复制别人的答案，我都看过了，还是不懂，所以请请混经验的绕行！

Answer 1

我们分析b能向上滑动的情况，系统刚刚划上粗糙面的那一时刻T0。

在T0时刻之前，b在垂直地面方向上的速度为0，在T0时刻，如果b的加速度是向下，那么b应该要相对a向左下方滑动，绳子断开，不符合实际。

实际上b受到重力及斜面的支持力，那么b所受合力可能在重力mg方向到斜面支持力F方向之间。见下图，实际上此时物体b受到的合力是第一个图的情况

滑块a受到重力，摩擦力（向右），b对a的正向压力，地面的支持力，四个力的合力方向指向右边，因此，a的加速度向右，并且值大于b在水平方向向右的加速度；

以上是解释LZ的理解误区。以下为答案分析：

 

由于系统受到水平向右的摩擦力阻碍系统向左前进，而物体b由于惯性的原因向左运动，即b相对a有向左运动的趋势，因此，绳子的拉力变小，答案CD错误。

以水平方向做力的分解，由于绳子的拉力F1变小，因此，拉力在垂直方向上的分力变小，mg保持不变，要保持物体b平衡，F在垂直方向上的分力要变大，即mg=F1sinθ+Fcosθ保持成立时F变大，答案A错误。

当物体b向a的斜上方滑动时，物体a相对于b有一斜向左上方的加速度，因此，在垂直方向上物体a有相对地面一个向上的加速度，把a和b看成一个系统，即系统有一个向上的加速度a，因此，在垂直方向上有

Mb*a=F支持力-（Ma+Mb)g

物体在光滑面上滑动时有

F支持力=（Ma+Mb)g

比较以上两式可以看出，地面对a的支持力 F支持力 变大。

 

其实该题在理解上相当于地面光滑，系统静止，给a施加一个向右的力F，使a向右加速，b可能相对a静止或斜向上运动时的受力分析。

追问

b的初速度向上，如果加速度向下b会减速向上运动啊！怎么会向下运动呢？

追答

不，我想LZ把b对地面的加速度和b对a的加速度混淆了。
以a为参考系，b对a在T0时刻相对速度为0，即b的初速度为0，在T0时刻之后，如果加速度向下，那么b相对于a应该是向下滑动了。这可能吗？
b在斜坡上上滑过程（a的速度不为0的减速过程中），b相对于地面而言，在垂直方向的速度在增加，在水平方向的速度在减少。水平方向的速度之所以会减少是因为叠加了a在水平方向上的加速度！

Answer 2

在b相对于a向上滑动这个瞬间，绳还是有张力的。张力的本质还是弹力，它跟伸长量是有关系的。b相对于a向上滑动这个瞬间，绳还是有一定伸长的，故有张力存在，但会减少。不知道你学过向量（或者叫矢量）的减法没？如果学过的话，这题就很简单了。b相对于a向上滑动，有沿斜面向上的速度，而初速度是水平向左，两者相减，得到的速度变化量为斜向上的，加速度方向为速度变化量，故处于超重状态。ab间压力变大，地面支持力变大。

Answer 3

根据上述第二种情况，物块b相对于a向上滑动即绳对b没有拉力，
故b不可能具有沿斜面向上的加速度

这两句话恐怕不正确吧。不是没有拉力，而是拉力减少。
另外，加速度是什么意思，在平衡状态下，如果有力的突然增加或突然撤去，就会有加速度。追问

“在平衡状态下，如果有力的突然增加或突然撤去，就会有加速度。”为什么？

追答

F=ma.平衡状态下，满足力的平衡。如果突然有一个力撤去，显然无法再平衡，那肯定有一个F合力，自然就有加速度a了，合力的方向也就是加速度的方向。

Answer 4

a和b 整体看 在光滑的平面上运动 是一种平衡状态 a与b之间没有摩擦也应该是平衡 当a滑到粗糙轨道时 向右给他一个摩擦力 因为a与b之间平衡 无摩擦 所以b要受到惯性作用 继续向上运动 绳的拉力是减小的 因为b向上运动所以加速度向上是超重 那么b要对a有一个压力 所以b对a的压力增大 正常来说a与b 对地面的重力的同时 b又给了a一个超重后的压力 所以a对地面的压力要增大 那么地面对a的支持力也要增大

Answer 5

你好，我是一名高三物理教师，为你解答：答案中的方法是运用相对运动解答的，首先，因为物块的速度是在水平方向（这个速度是相对地面的，而物块相对斜面静止哦！），而后来物块相对沿斜面向上确有了速度，说明这时候产生了向上的加速度（注意：本来物块加速度的确是相对地面向下的，但是相对斜面是向上的；举个例子，你坐车，如果汽车急刹车，你原来先对汽车静止，现在相对汽车向前运动，说明产生相对汽车向前的加速度），加速度向上是超重，支持力变大。追问

可是如果以斜面为参考系而斜面受力不平衡，为非惯性系，那么牛顿定律不就不能用了吗？