2010年高中物理斜面问题分类精析---专题复习

2010年高中物理斜面问题分类精析一、静力学1．如图所示，质量为m的木块A放在斜面体B上，若A和B沿水平方向以相同的速度v0一起向左做匀速直线运动，则A和B之间的相互作用力大小为（）A.mgB.mgsinC.mgcosD.0答案：A2．质量为m的球置于倾角为的光滑面上，被与斜面垂直的光滑挡板挡着，如图所示．当挡板从图示位置缓缓做逆时针转动至水平位置的过程中，挡板对球的弹力N1和斜面对球的弹力N2的变化情况是（）A.N1增大B.N1先减小后增大C.N2增大D.N2减少答案：AD3．如图所示,在倾角为300的粗糙斜面上有一重为G的物体，若用与斜面底边平行的恒力2GF推它，恰好能使它做匀速直线运动。物体与斜面之间的动摩擦因数为（）A．22B．33C．36D．66答案：C4．如图所示，在一块长木板上放一铁块，当把长木板从水平位置绕A端缓慢抬起时，铁块所受的摩擦力（）A．随倾角的增大而减小B．开始滑一动前，随倾角的增大而增大，滑动后，随倾角的增大而减小C．开始滑动前，随倾角的增大而减小，滑动后，随倾角的增大而增大D．开始滑动前保持不变，滑动后，随倾角的增大而减小答案：B5．如图所示，斜面体P放在水平面上，物体Q放在斜面上．Q受一水平作用力F，Q和P都静止．这时P对Q的静摩擦力和水平面对P的静摩擦力分别为1f、2f．现使力F变大，系统仍静止，则（）A.1f、2f都变大B.1f变大，2f不一定变大C.2f变大，1f不一定变大D.1f、2f都不一定变大答案：C6．如图所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为的固定斜面C匀速下滑，则（）A.A、B间没有静摩擦力B.A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上C.A受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsinD.A与斜面间的动摩擦因数,=tan答案：D7．如图所示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导线所在平面，当ab棒下滑到稳定状态时，小灯泡获得的功率为0P，除灯泡外，其它电阻不计，要使灯泡的功率变为02P，下列措施正确的是（AC）A．换一个电阻为原来2倍的灯泡B．把磁感应强度B增为原来的2倍C．换一根质量为原来2倍的金属棒D．把导轨间的距离增大为原来的28、在倾角为α的光滑斜面上，放一根通电导线AB，电流的方向为A→B，AB长为L，质量为m，放置时与水平面平行，如图所示。将磁感应强度大小为B的磁场竖直向上加在导线所在处，此时导线静止，那么导线中的电流多大？如果导线与斜面有摩擦，动摩擦因数为μ，为使导线保持静止，电流I应为多大？（μ＜tanα）解析：在分析这类问题时，由于B、I和安培力F的方向不在同一平面内，一般情况下题目中所给的原图均为立体图，在立体图中进行受力分析容易出错，因此画受力图时应首先将立体图平面化．本题中棒AB所受重力mg、支持力FN和安培力F均在同一竖直面内，受力分析如图所示：由于AB静止不动，所以①②Babθ由①②得导线中电流如果存在摩擦，问题就复杂得多了：当电流时，AB有向下滑的趋势，静摩擦力沿斜面向上，临界状态时静摩擦力达到最大值；当电流时，AB有向上滑的趋势，静摩擦力沿斜面向下，临界状态时。第一种临界情况，由平衡条件得：沿斜面方向③垂直于斜面方向④又⑤由③④⑤得，第二种情况，同理可列方程⑥⑦⑧由⑥⑦⑧得，所求条件为：点评：解此类题的关键是：正确画出便于分析的平面受力图。深化：（1）题目中所给的条件μ＜tanα有什么作用？若μ＞tanα会出现什么情况？提示：μ＜tanα说明mgsinα＞μmgcosα，若导体中不通电，则它将加速下滑。所以为使导体静止，导体中的电流有一最小值，即。若μ＞tanα，则mgsinα＜μmgcosα，则即使I=0，导体也能静止，即电流的取值范围为。（2）若磁场B的方向变为垂直斜面向上，本题答案又如何？提示：若磁场B的方向变为垂直斜面向上，则安培力沿斜面向上。对导体捧将要沿斜面下滑的情况，由平衡条件得：解得：对导体棒将要上滑的情况，由平衡条件得：解得：所以，在磁场B与斜面垂直时，为使导体静止，电流的取值范围为：9.（东城区2008—2009学年度第一学期期末教学目标检测）19．（8分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37º，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。已知sin37º=0.60，cos37º=0.80，求：（1）通过导体棒的电流；（2）导体棒受到的安培力大小；（3）导体棒受到的摩擦力大小。19.（8分）分析和解：（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：I=0ERr=1.5A…………（3分）（2）导体棒受到的安培力：F安=BIL=0.30N…………（2分）（3）导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mgsin37º=0.24N由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f…………（1分）根据共点力平衡条件mgsin37º+f=F安…………（1分）解得：f=0.06N…………（1分）θθabErB二、动力学1．如图，质量为M的三角形木块A静止在水平面上．一质量为m的物体B正沿A的斜面下滑，三角形木块A仍然保持静止。则下列说法中正确的是(AB)A．A对地面的压力可能小于(M+m)gB．水平面对A的静摩擦力可能水平向左C．水平面对A的静摩擦力不可能为零D．B沿A的斜面下滑时突然受到一沿斜面向上的力F的作用，当力F的大小满足一定条件时，三角形木块A可能会开始滑动2．如图所示，质量为M的木板放在倾角为的光滑斜面上，质量为m的人在木板上跑，假如脚与板接触处不打滑．(1)要保持木板相对斜面静止，人应以多大的加速度朝什么方向跑动？(2）要保持人相对于斜面的位置不变，人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向运动？解（1)要保持木板相对斜面静止，木板要受到沿斜面向上的摩擦力与木板的下滑力平衡，即FMgsin根据作用力与反作用力的性质可知，人受到木板对他沿斜面向下的摩擦力，所以人受到的合力为mMgmgamaFmgsinsin,sin方向沿斜面向下．(2）要保持人相对于斜面的位置不变，对人有Fmgsin，F为人受到的摩擦力且沿斜面向上，因此木板受到向下的摩擦力，木板受到的合力为MaFMgsin，解得MMgmgasinsin，方向沿斜面向下．3．如图所示，三个物体质量CBAmmm，物体A与斜面间动摩擦因数为83，斜面体与水平地面间摩擦力足够大，物体C距地面的高度为0.8m,斜面倾角为300．求：(1）若开始时系统处于静止状态，斜面体与水平地面之间有无摩擦力？如果有，求出这个摩擦力；如果没有，请说明理由．(2）若在系统静止时，去掉物体B，求物体C落地时的速度．解：(1)以A、B、C和斜面整体为研究对象，处于静止平衡，合外力为零，因水平方向没有受到其他外力，所以斜面和地面间没有摩擦力．(2)sm/2104．如图所示，AB为斜面，BC为水平面。从A点以水平初速度V向右抛出一小球，其落点与A的水平距离为S1，若从A点以水平初速度2V向右抛出同一小球，其落点与A的水平距离为S2，不计空气阻力，则S1与S2的比值不可能为（C）A．1：4B．1：3C．1：2D．1：75．如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图.演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰,做匀速圆周运动.图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托,在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹.不考虑车轮受到的侧向摩擦,下列说法中正确的是（B）A．在a轨道上运动时角速度较大B．在a轨道上运动时线速度较大C．在a轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大D．在a轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较大6．（9分）在某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目.设山坡AB可看成长度为L=50m、倾角θ=37°的斜面，山坡低端与一段水平缓冲段BC圆滑连接。一名游客连同滑草装置总质量m=80kg，滑草装置与AB段及BC段间动摩擦因数均为µ=0.25。他从A处由静止开始匀加速下滑，通过B点滑入水平缓冲段。不计空气阻力，取g=10m/s2，sin37°≈0.6。结果保留2位有效数字。求：（1）游客在山坡上滑行时的加速度大小；（2）另一游客站在BC段上离B处60m的P处观看，通过计算判断该游客是否安全。6．（9分）解：（1）设游客在山坡上滑行时加速度大小为a，则有：sincosmamgmg（2分）得：2sincos100.60.25100.84/aggms（2分）（2）设PB距离为x，对全过程由动能定理得：sincos0mgLmgLmgx（3分）得：(sincos)/(10500.60.25100.850)/0.251080xgLgLgm（2分）三、综合V0CBAab1．（20分）“潮汐发电”是海洋能利用中发展最早、规模最大、技术较成熟的一种方式。某海港的货运码头，就是利用“潮汐发电”为皮带式传送机供电，图1所示为皮带式传送机往船上装煤。本题计算中取sin18°=0.31,cos18°=0.95,水的密度233/10,/100.1smgmkg。（1）皮带式传送机示意图如图2所示，传送带与水平方向的角度18，传送带的传送距离为L=51.8m，它始终以v=1.4m/s，、的速度运行。在传送带的最低点，漏斗中的煤自由落到传送带上（可认为煤的初速度为0），煤与传送带之间的动摩擦因数4.0求：从煤落在传送带上到运至传送带最高点经历的时间t；（2）图3为潮汐发电的示意图。左侧是大海，中间有水坝，水坝下装有发电机，右侧是水库，当涨潮到海平面最高时开闸，水由通道进入海湾水库，发电机在水流的推动下发电，待库内水面升至最高点时关闭闸门；当落潮到海平面最低时，开闸放水发电。设某汐发电站发电有效库容V=3.6×106m3，平均潮差△h=4.8m，一天涨落潮两次，发电四次。水流发电的效率%101。求该电站一天内利用潮汐发电的平均功率P；（3）传送机正常运行时，1秒钟有m=50kg的煤从漏斗中落到传送带上。带动传送带的电动机将输入电能转化为机械能的效率%802，电动机输出机械能的20%用来克服传送带各部件的摩擦（不包括传送带与煤之间的摩擦）以维传送带的正常运行。若用潮汐发电站发出的电给传送机供电，能同时使多少台这样的传送机正常运行？1、（20分）解：（1）煤在传送带上的受力如右图所示（1分）根据牛顿第二定律amgmgnsincos（1分）设煤加速到v需要时间为t1statv211（1分）设煤加速运动的距离为s1msasv4.12112（1分）设煤匀速运动的时间为t2stvtsL36221（1分）总时间t=t1+t2=38s（1分）（2）一次发电，水的质量kgVM9106.3（1分）重力势能减少2hMgEP（1分）一天发电的能量%104PEE（2分）平均功率tEP（1分）求出P=400kW（1分）（3）一台传送机，将1秒钟内落到传送带上的煤送到传送带上的最高点煤获得的机械能为sin212mgLmvE机（1分）煤与传送带的相对位移msvts4.111（1分）传送带与煤之间因摩擦因产生的热smgQcos设同时使n台传送机正常运行，根据能量守恒)cossin21(%80%802smgmgLmvnP（3分）求出n=30台（2分）评分标准：若仅列出一个能量守恒方程，方程全对给5分，若方程有错均不给分。2、如图所示，顶角为2、内壁光滑的圆锥体倒立竖直固定在P点，中心轴P