高中物理系列模型之斜面模型一模型界定本模型是指涉及固定斜面或自由斜面的力学问题,涉及斜面的抛体或类抛体的动力学问题,也包括环套在倾斜杆上的情形。二模型破解1.整体法与隔离法处理斜面上的受力问题(i)物体在斜面上处于静止或运动状态、斜面固定或不固定的情况下,涉及物体与斜面间作用时应采用隔离法,反之则可采用整体法,但通常需将整体法与隔离法结合使用。(ii)当物体运动中斜面也处于变速运动状态时,可利用矢量三角形处理斜面系统的变速运动(iii)解决斜面问题时,应先进行受力分析,当物体受力较多时,可建立正交坐标系,利用三大观点列方程求解。(iv)一些典型情景可利用固定结论解决:1.自由释放的滑块能在斜面上(如图1所示)匀速下滑时,m与M之间的动摩擦因数μ=gtanθ.○2.在斜面上自由释放的滑块(如图1所示):○图1图2图3(I)静止或匀速下滑时,斜面M对水平地面的静摩擦力为零,对地面的压力等于整体重力;(II)加速下滑时,斜面M对水平地面的静摩擦力水平向右,对地面的压力小于整体的重力;(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.3.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零.4.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ag.sin5.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.○高中物理系列模型之斜面模型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。图4图5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()例2题图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)gD.物块m向上、向下滑动时加速度大小相同例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
FN2B.C..a1a2FN1