K12学习高考物理 模型系列之对象模型 专题04 斜面模型1学案Word文档格式.docx
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(III)减速下滑时,斜面M对水平地面的静摩擦力水平向左,对地面的压力大于整体的重力.
.在斜面上自由释放的滑块(如图2所示)匀速下滑时,M对水平地面的静摩擦力为零,这一过程中再在m上加上任何方向的作用力,(在m停止前)M对水平地面的静摩擦力依然为零.
.悬挂有物体的小车在斜面上滑行(如图3所示):
(I)向下的加速度a=gsinθ时,悬绳稳定时将垂直于斜面;
(II)向下的加速度a>gsinθ时,悬绳稳定时将偏离垂直方向向上;
(III)向下的加速度a<gsinθ时,悬绳将偏离垂直方向向下;
(IV)悬绳沿竖直方向时,加速度a=0;
(V)悬绳沿水平方向时,加速度.
.如图4所示,当整体有向右的加速度a=gtanθ时,m能在斜面上保持相对静止.
⑥.如图5所示,对斜劈施加的作用力F=(M+m)gtanθ即a=gtanθ时,甲图中绳恰好松弛,乙图中m恰好对斜劈无压力、小球即将离开斜劈。
例1.如图,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力
A.等于零
B.不为零,方向向右
C.不为零,方向向左
D.不为零,v0较大时方向向左,v0较小时方向向右
【答案】A
例2.如图所示,斜劈形物体的质量为M,放在水平地面上,质量为m的粗糙物块以某一初速沿斜劈的斜面向上滑,至速度为零后又加速返回,而斜劈始终保持静止,物块m上、下滑动的整个过程中( )
A.地面对斜劈M的摩擦力方向先向左后向右
B.地面对斜劈M的摩擦力方向没有改变
C.地面对斜劈M的支持力大于(M+m)g
D.物块m向上、向下滑动时加速度大小相同
【答案】B
例3.物体置于光滑斜面上,当斜面固定时,物体沿斜面下滑的加速度为a1,斜面对物体的弹力为FN1。
斜面不固定且地面也光滑时,物体沿斜面下滑的加速度为a2,斜面对物体的弹力为FN2,则下列关系正确的是
A.a1>
a2FN1>
FN2B.a1<
FN2
B.C..a1<
a2FN1<
FN2D.a1>
【解析】如图所示,
由于重力的大小和方向是确定不变的,斜面弹力的方向也是惟一的。
斜面固定时,物体的加速度是沿斜面向下的,由三角形法则作出图中实绩所示的矢量图。
当斜面不固定时,物体下滑时斜面也在运动,物体此时相对于地面有的运动如图中虚线所示,故正确选项为B。
例4.如右图,水平地面上有一楔形物块,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
【答案】C
【解析】在光滑段运动时,系统及物块b处于平衡状态,
例5.如图,质量为M、倾角为=37°
的斜面B上放置一质量为m的物块A,在力F的作用下使AB两物块一起向左做匀加速直线运动,当作用在B上的外力F增大时,物块A仍保持与斜面相对静止,下列情况中可能正确的是()
A.斜面对A的支持力大小不变、斜面对A的摩擦力增大
B.斜面对A的支持力增大、斜面对A的摩擦力减小
C.斜面对A的支持力增大、斜面对A的摩擦力大小不变
D.斜面对A的支持力减小、斜面对A的摩擦力大小不变
【答案】BC
例6.如图所示,物块处于倾角为θ的固定斜面上,对物块施一与水平向右方向夹角为的拉力F,使物体沿斜面向上运动.若物块沿斜面运动的加速度为a,对斜面摩擦力为f,以下说法正确的是
A.若a=0,且,则有f=0
B.若a=0,且,则有f=0
C.若a≠0,且,则有f=0
D.若a≠0,且,则有f=0
【解析】取整体为研究对象,当时整体所受合力为零,在水平方向上有.则若时,若时,A错误B正确;
当时在水平方向上有(矢量表达式),在时只有的情况下,否则,在时,CD皆错误.
模型演练
1.倾角,质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上,质量m=2kg的木块置于斜面顶端,从静止开始匀加速下滑,经t=2s到达底端,运动路程L=4m,在此过程中斜面保持静止
(),求:
(1)地面对斜面的摩擦力大小与方向;
(2)地面对斜面的支持力大小
(3)通过计算证明木块在此过程中满足动能定理。
【答案】
(1)3.2N向左
(2)67.6N(3)见解析
(3)木块受两个力做功。
重力做功:
摩擦力做功:
合力做功或外力对木块做的总功:
动能的变化
所以,合力做功或外力对木块做的总功等于动能的变化(增加),证毕。
(解法二:
整体法)
(1)对木块与斜面构成的整体,在水平方向上取向左为正:
由解法一中知a=2m/s2,故地面对斜面的摩擦力,方向向左.
(2)对整体在竖直方向上有,即有
(3)同解法一.
2.在粗糙水平面上有一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1和m2的木块,m1、m2均能沿斜面匀速下滑,且m1>m2、v1>v2,如图所示,二物体下滑过程中斜面保持静止,则粗糙水平面对三角形木块:
A.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右。
B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左。
C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能确定。
D.没有摩擦力的作用。
【答案】D
3.如图所示,斜面除AB段粗糙外,其余部分都是光滑的,一个物体从顶点滑下,经过A、C两点时的速度相等,且AB=BC,(物体与AB段段摩擦因数处处相等,斜面与水平面始终相对静止),则下列说法中正确的是
A.物体的重力在以上两段运动中对物体做的功相等
B.物体在AB段和BC段运动的加速度相等
C.物体在以上两段运动过程中的速度改变量相等
D.物体在以上两段运动过程中,斜面受到水平面的静摩擦力相等
4.一质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上,现对物块施加一个竖直向下的恒力F,如图所示。
则物块
A.处于静止状态
B.沿斜面加速下滑
C.受到的摩擦力不变
D.受到的合外力增大
【解析】施加恒力F之前物塊恰好靜止,表明摩擦力達到最大靜摩擦力,由受力及平衡條件有
即.施加恒力F後物塊受到沿平行斜面向下的作用
物塊對斜面的壓力,此時的最大靜摩擦力
故物塊仍是恰好不下滑,仍處于靜止狀態,合力仍為零,只有A正确。
5.如图所示,质量为m的物体,放在质量为M的斜面体上,斜面体放在水平粗糙的地面上,m和M均处于静止状态。
当在物体m上施加一个水平力F,且F由零逐渐加大的过程中,m和M仍保持静止状态.在此过程中,下列判断哪些是正确的()
A.物体m受到的摩擦力逐渐增大
B.斜面体对m的支持力逐渐增大
C.地面受到的压力逐渐增大
D.地面对斜面的摩擦力由零逐渐增大
【答案】BD
6.如图,质量为M的楔形物A静置在水平地面上,其斜面的倾角为.斜面上有一质量为m的小物块B,B与斜面之间存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉B,使之匀速上滑.在B运动的过程中,楔形物块A始终保持静止.关于相互间作用力的描述正确的有
A.B给A的作用力大小为
B.B给A摩擦力大小为
C.地面受到的摩擦力大小为
D.地面受到的压力大小为
【答案】CD
【解析】研究AB之间的作用时取B为研究对象,由平衡条件及B物体受力可知B对A的作用力与重力和拉力的合力等值反向,大小应为或
A错误;
A对B的摩擦力,B错误.研究地面与A之间的相互作用时以整体为研究对象,由整体受力及平衡条件有:
水平方向上,竖直方向上,可见CD正确.
7.如图所示,一质量为M,倾角为θ的斜面体放在水平面上,质量为m的小木块(可视为质点)放在斜面上,现用一平行于斜面的、大小恒定为F的拉力作用于小木块,拉力在斜面所在平面内绕小木块旋转一周的过程中,斜面体和小木块始终保持静止状态,则下列说法正确的是
(A)小木块受到斜面静摩擦力的最大值为
(B)小木块受到斜面静摩擦力的最大值为F-mgsinθ
(C)斜面体受到地面静摩擦力的最大值为F
(D)斜面体受到地面静摩擦力的最大值为Fcosθ
8.一倾角为30°
的斜劈放在水平地面上,一物体沿斜劈匀速下滑。
现给物体施加如图所示力F,F与竖直方向夹角为30°
,斜劈仍静止,则此时地面对斜劈的摩擦力()
A.大小为零
B.方向水平向右
C.方向水平向左
D.无法判断大小和方向
【解析】由于物体能沿斜劈匀速下滑,有.取斜劈为研究对象,在水平方向上除了地面对斜劈的摩擦力外只受到物体对其压力N与摩擦力f在水平方向上的分力,而
,可见在水平方向上无运动趋势,摩擦力为零,A正确.
9.如图所示,斜劈静止在水平地面上,有一物体沿斜劈表面向下运动,重力做的功与克服力做的功相等。
则下列判断中正确的是www.ks5u.com
A.物体可能加速下滑
B.物体可能受三个力作用,且合力为零
C.斜劈受到地面的摩擦力方向一定水平向左
D.撤去后斜劈可能不受地面的摩擦力
10.如图所示,一斜面静止在粗糙的水平面上,有一玩具遥控小车静止在斜面上,现用遥控器启动小车,小车以恒定的功率由静止开始沿斜面向上运动,若小车运动过程中受到的阻力恒定,斜面足够长且在小车运动过程中始终静止不动.在小车沿斜面向上运动过程中,下面关于地面对斜面静摩擦力的大小和方向的描述正确的是
A.方向向左,大小逐渐增大
B.方向向右,大小逐渐增大
C.方向向右,大小逐渐减小,最后等于零
D.方向向左,大小逐渐减小,最后等于零
11.如图所示,截面为三角形的木块a上放置一铁块b,三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的竖直面上,现用竖直向上的作用力F,推动木块与铁块一起向上匀速运动,运动过程中铁块与木块始终保持相对静止,则下面说法正确的是
A.木块a与铁块b间一定存在摩擦力
B.木块与竖直墙面间一定存在水平弹力
C.木块与竖直墙面间一定存在摩擦力
D.竖直向上的作用力F大小一定大于铁块与木块的重力之和
【解析】取b为研究对象,由平衡条件可知b一定受到平行于斜面向上的摩擦力作用,A正确.再取木块与铁块整体为研究对象,由整体匀速运动可知,因水平方向上合力为零则木块与竖直墙壁间必无
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