高中 | 斜面问题 题目答案及解析

稿件来源:高途

高中 | 斜面问题题目答案及解析如下,仅供参考!

必修1

第四章 牛顿运动定律

4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)

斜面问题

如图,静止在光滑水平面上的斜面体,质量为$M$,倾角为$\alpha$。其斜面上有一静止的滑块,质量为$m$,两者之间的动摩擦因数为$\mu $,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,重力加速度为$g$,现给斜面体施加水平向右的力使斜面体加速运动,下列说法正确的是$(\qquad)$

["

水平恒力$F$变大后,如果滑块仍静止在斜面上,滑块对斜面的压力减小

","

水平恒力$F$变大后,如果滑块仍静止在斜面上,滑块对斜面的压力增加

","

若要使滑块与斜面体一起加速运动,水平向右的力$F$的最大值$\\dfrac{(m+M)g(\\mu \\cos\\alpha-\\sin\\alpha)}{\\mu \\sin\\alpha+\\cos\\alpha}$

","

若水平恒力$F$方向向左,滑块与斜面一起向左做$\\alpha$$= \\dfrac{3}{2}$$g\\tan\\alpha$的加速运动,则滑块受到的摩擦力沿斜面向上

"]
[["AC"]]

$\rm AB$.对滑块受力分析,水平方向由牛顿第二定律得:$f\cos\alpha-N\sin\alpha=ma$,竖直方向

由平衡条件得:$f\sin\alpha+N\cos\alpha=mg$

联立解得:$N=mg\cos\alpha-ma\sin\alpha$

水平恒力$F$变大后,加速度变大,则$N$减小,由牛顿第三定律知滑块对斜面的压力减小,故$\rm A$错误,$\rm B$正确;

$\rm C$.滑块与斜面体刚好不相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值$f_{m}$,滑块受力如图所示。

设一起加速的最大加速度为$a$,对滑动应用牛顿第二定律得:

$F_{N}\cos\alpha+f_{m}\sin\alpha=mg$

$f_{m}\cos\alpha-F_{N}\sin\alpha=ma$

由题意知$f_{m}=\mu F_{N}$

联立方程解得:$a= \dfrac{\mu \cos\alpha-\sin\alpha}{\cos\alpha+\mu \sin\alpha}g$

对整体分析:$F=(M+m)a$

联立解得:$F= \dfrac{(m+M)g(\mu \cos\alpha-\sin\alpha)}{\mu \sin\alpha+\cos\alpha}$

$\rm C$正确;

$\rm D$.若水平恒力$F$方向向左,滑块与斜面一起向左做$a= \dfrac{3}{2}g\tan\alpha$的加速运动,假设滑块受到的摩擦力沿斜面向上,如图所示:

沿斜面方向根据牛顿第二定律有$mg\sin\alpha-f=ma\cos\alpha$

$a= \dfrac{3}{2}g\tan\alpha$

联立,得$f=-\dfrac{1}{2}mg\sin\alpha$

$F_{f}$为负值,说明此时滑块受到的摩擦力沿斜面向下,故$\rm D$错误。

故选:$\rm AC$

高中 | 斜面问题题目答案及解析(完整版)

去刷题
相关题库:
如图甲是物流用机器人运送、投递包裹的场景。简化图如乙所示,工作人员在供包台将包裹放在机器人的水平托盘上,包裹将自动送至方形分拣口,停止运动后缓慢翻起托盘,让包裹滑入投递口。其启动和制动过程可视为匀变速直线运动,抵达分拣口时,速度恰好减为零,翻转托盘倾角缓慢增大,直至包裹下滑,包裹与托盘接触面动摩擦因数为,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,重力加速度大小取。现把质量的包裹从供包台沿直线运至相距的分拣口处,在运行过程中包裹与水平托盘保持相对静止。运行最大速度,机器人运送包裹途中,看作质点。求: 如图所示,水平放置的传送带与光滑的圆弧轨道相切于点,圆弧与斜面相切于点,斜面足够长。某时刻将一个质量为的物块(可视为质点)从点轻放到传送带上。已知物块与传送带、斜面之间的动摩擦因数均为,传送带的长度,始终以向右传动,圆弧对应的圆心角为,半径,求: 如图为游乐场滑道的示意图,内壁光滑的水平半圆形管道与倾角的倾斜管道和水平直管道顺滑连接,管道的端离管道所在平面的高度,管道的跨度,离水面的高.质量的游客(可视为质点)从端静止滑下,游客与管道的动摩擦因数,与管道的动摩擦因数,游客经过点时速度大小不变,整个过程空气阻力不计,重力加速度取。(,)求: 如图所示,小球从平台上抛出,正好落在临近平台的一倾角为的光滑斜面上,且速度方向恰好沿斜面,并沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差,重力加速度取,,,求
今日推荐