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)=

mv2
2
,从中解出v;

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=

v
a
,代入数值可求得t.

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)=

1
2
•2mv2

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′

问答题
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