2012年的安徽高考理綜第17題其實(shí)就是2011安徽高考理綜試題第14題的變形形式,是去年高考題的一個(gè)延伸和拓展,下面就分析一下這兩個(gè)題目,并給大家總結(jié)一下這類題目的解題思路和方法。
例1(2011安徽理綜14題)一質(zhì)量為m的物塊恰好靜止在傾角為θ的斜面上?,F(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)豎直向下的恒力F,如圖所示。則物塊
C.受到的摩擦力不變 D.受到的合外力增大
答案:A
解析:由于質(zhì)量為m的物塊恰好靜止在傾角為θ的斜面上,說明物塊的重力的下滑分力與物塊所受的摩擦力相平衡,即,故斜面與物塊的動(dòng)摩擦因數(shù).對(duì)物塊施加一個(gè)豎直向下的恒力F,把F沿斜面和垂直斜面進(jìn)行分解,可得,故使物體下滑的合力和物體受到的沿斜面向上的摩擦力依然可以達(dá)到平衡,故物塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài),A正確,B、D錯(cuò)誤。摩擦力由原來的增大到,C錯(cuò)誤。
例2(2012安徽高考17題)如圖所示,放在固定斜面上的物塊以加速度沿斜面勻加速下滑,若在物塊上再施加一豎直向下的恒力F,則
A.物塊可能勻速下滑 B.物塊仍以加速度勻速下滑
C.物塊將以大于的加速度勻加速下滑 D.物塊將以小于的加速度勻加速下滑
解析:設(shè)斜面傾角為θ,由于質(zhì)量為m的物塊在傾角為θ的斜面上勻加速下滑,說明物塊所受的摩擦力小于物塊的重力的下滑分力,即,則斜面與物塊的動(dòng)摩擦因數(shù)。此時(shí)的加速度為:,。對(duì)物塊施加一個(gè)豎直向下的恒力F,把F沿斜面和垂直斜面進(jìn)行分解,可得和,根據(jù)這個(gè)條件可知:,此時(shí)沿斜面方向的加速度為:,由于,所以物塊所受合力變大而質(zhì)量不變故,即物塊將以更大的加速度加速下滑。故應(yīng)該選C。
可見今年的這個(gè)高考題就是去年高考題的一個(gè)變形形式,有些題目看起來很相似,但結(jié)果不盡相同,只要我們抓住問題的本質(zhì),萬變不離其宗,不管題目如何變化都能得出正確的結(jié)果,那么同學(xué)們想一下,如果原來的這個(gè)木塊沿斜面減速下滑的同時(shí),對(duì)木塊施加一個(gè)豎直向下的力結(jié)果又會(huì)如何呢?
例3一質(zhì)量為m的物塊恰好在傾角為θ的斜面上勻減速下滑?,F(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)豎直向下的恒力F,如圖所示。則物塊的加速度將:
答案:A
解析:由于質(zhì)量為m的物塊在傾角為θ的斜面上勻減速下滑,說明物塊所受的摩擦力大于物塊的重力的下滑分力,即,則斜面與物塊的動(dòng)摩擦因數(shù)。此時(shí)的加速度為:,。對(duì)物塊施加一個(gè)豎直向下的恒力F,把F沿斜面和垂直斜面進(jìn)行分解,可得和,根據(jù)這個(gè)條件可知:,根據(jù)牛頓第二定律可知,此時(shí)沿斜面方向的加速度為:,由于,即木塊受到的沿斜面向上的合力變大,故,即物體將以更大的加速度減速下滑。
如果在上述木塊上不是施加一個(gè)豎直向下的力而是再疊放一個(gè)質(zhì)量為M的木塊,那么物塊的運(yùn)動(dòng)情況又將是如何呢?是不是相當(dāng)于在原來木塊重力mg的基礎(chǔ)上再Mg呢?
例4.一質(zhì)量為m的物塊恰好在傾角為θ的斜面上勻速下滑?,F(xiàn)在物塊上方再放一個(gè)質(zhì)量為M的物塊,取重力加速度為g,且兩木塊之間沒有發(fā)生滑動(dòng),如圖所示。則物塊
C.受到的摩擦力不變 D.受到的合外力增大
答案:B
解析:由于質(zhì)量為m的物塊恰好靜止在傾角為θ的斜面上,說明物塊的重力的下滑分力與物塊所受的摩擦力相平衡,即,故斜面與物塊的動(dòng)摩擦因數(shù)。在物塊上方再放一個(gè)物塊時(shí),把物塊的重力Mg沿斜面和垂直斜面進(jìn)行分解,可得,把兩木塊看成一個(gè)整體,故使物體下滑的合力和兩物體受到的沿斜面向上的摩擦力依然平衡,故兩物塊仍處于勻速下滑狀態(tài),故B正確,A錯(cuò)誤。摩擦力由增大到,C錯(cuò)誤,合外力依然為零,故D錯(cuò)誤。
例5.一質(zhì)量為m的物塊在傾角為θ的斜面上勻加速下滑,現(xiàn)在物塊上方再放一個(gè)質(zhì)量為M的物塊,取重力加速度為g且兩木塊之間沒有發(fā)生滑動(dòng),如圖所示。則物塊下滑的加速度將:
A.變大 B.變小 C.不變 D.不能確定
答案:C
解析:由于質(zhì)量為m的物塊在傾角為θ的斜面上勻加速下滑,說明物塊所受的摩擦力小于物塊的重力的下滑分力,即,則斜面與物塊的動(dòng)摩擦因數(shù).此時(shí)的加速度為:, .在物塊上方再放一個(gè)物塊時(shí),把物塊的重力Mg沿斜面和垂直斜面進(jìn)行分解,可得和,根據(jù)這個(gè)條件可知:,把兩木塊看成一個(gè)整體,可知使物體下滑的合力仍大于物體受到的沿斜面向上的摩擦力,故兩物塊將仍然處于勻加速下滑狀態(tài),此時(shí)沿斜面方向的加速度為:,所以物塊所受合力變大而質(zhì)量也變大,故,即物塊將以不變的加速度加速下滑。故應(yīng)該選C.
例6.一質(zhì)量為m的物塊以一定的初速度沿傾角為θ的斜面上勻減速下滑?,F(xiàn)在物塊上方再放一個(gè)質(zhì)量為M的物塊,取重力加速度為g且兩木塊之間沒有發(fā)生滑動(dòng),如圖所示。則物塊下滑的加速度將:
A.變大, B.變小 C.不變 D.不能確定
答案:C
解析:由于質(zhì)量為m的物塊在傾角為θ的斜面上勻減速下滑,說明物塊所受的摩擦力大于物塊重力的下滑分力,即,則斜面與物塊的動(dòng)摩擦因數(shù)。此時(shí)的加速度為:,。在物塊上方再放一個(gè)物塊時(shí),把物塊的重力Mg沿斜面和垂直斜面進(jìn)行分解,可得和,根據(jù)這個(gè)條件可知:,把兩物塊看成一個(gè)整體,可知使整體下滑的合力仍小于整體受到的沿斜面向上的摩擦力,故兩物塊將仍然處于勻減速下滑狀態(tài),此時(shí)沿斜面方向的加速度為:,所以物塊所受合力變大而質(zhì)量也變大,故,即物塊將以不變的加速度繼續(xù)減速下滑。故應(yīng)該選C。
綜上可知:當(dāng)物塊靜止在斜面上或者在斜面上勻速下滑時(shí),在木塊上施加一個(gè)豎直向下的力或疊放一個(gè)木塊時(shí),木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變;當(dāng)木塊在斜面上加速或減速下滑時(shí),加一個(gè)豎直向下的力,木塊的加速度都將變大,當(dāng)在木塊上再疊放一個(gè)木塊時(shí)兩木塊將以和原來相同的加速度沿斜面運(yùn)動(dòng)。
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