问题
问答题
倾角为θ的固定斜面顶端有一滑轮,细线跨过滑轮连接A、B两个质量均为m的物块.让A物块静止在斜面底端,拉A的细线与斜面平行,B物块悬挂在离地面h高处,如图所示.斜面足够长,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,不计其它阻力.释放后B物块下落A物块沿斜面上滑.
某同学在计算A物块沿斜面上滑的时间时,解题方法如下:
运用动能定理求B物块落地时A物块的速度v.
mgh(1-sinθ-μcosθ)=
,从中解出v;mv2 2
运用牛顿第二定律求A的加速度a.
mg (1-sinθ-μcosθ)=ma,从中解出a;
A物块沿斜面上滑的时间t=
,代入数值可求得t.v a
你认为该同学的解法是否有错?如有错误请指出错在哪里,并列出相应正确的求解表达式(不必演算出最后结果).

答案
该同学的解法有三处错误:一是运用动能定理时,研究对象是AB组成的系统,等式右边的质量应该是AB的总质量2m而不是m.
正确的表达式为 mgh(1-sinθ-μcosθ)=
•2mv2;1 2
二是运用牛顿第二定律时,等式右边的质量应该是AB的总质量2m而不是m.
正确的表达式为 mg(1-sinθ-μcosθ)=2ma
三是求A物块沿斜面上滑的时间有错,A物块达速度v后还要减速上滑,该同学漏掉了这一段时间.
正确的表达应该是 减速上滑时的加速度为a′=g(sinθ+μcosθ)
减速上滑时的时间为t′=v a′
整个上滑的时间应该为 t=
+v a
.v a′