题文
(16分)如图所示,倾角α=30°的等腰三角形斜面体固定在水平面上,一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别为M=4.0kg、m=2.0kg的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上。两物块与绸带间的动摩擦因数μ相等,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取重力加速度g=10m/s2。
⑴若μ=
,试求两物块的加速度大小和方向;
⑵若μ=
,试求两物块的加速度大小和方向;
⑶若μ=
,试求两物块的加速度大小和方向。
题型:未知 难度:其他题型
答案
⑴两物块加速度大小均为a1=
m/s2,M的加速度方向沿斜面向下,m的加速度方向沿斜面向上;
⑵am2=2.5m/s2,aM2=3.75m/s2,方向均沿各自的斜面向下;
⑶am3=
m/s2,方向沿斜面向上,aM3=
m/s2,方向沿斜面向下
解析
⑴若μ=
>tan30°,设此时两物块都不会相对绸带滑动,一起做匀加速运动的加速度大小为a1,对整体,根据牛顿第二定律有:(M-m)gsin30°=(M+m)a1,解得:a1=
m/s2
此时,此对m与绸带的静摩擦力为:f1=ma1+mgsin30°=
N<μmgcos30°=15 N,所以假设正确,即两物块加速度的大小均为a1=
m/s2,M的加速度方向沿斜面向下,m的加速度方向沿斜面向上。
⑵若μ=
<tan30°,设此时两物块均沿斜面向下加速运动,可以出判断丝绸与M之间为静摩擦力,与m之间为滑动摩攘力,摩擦力的大小等于丝绸中的张力,也等于丝绸对M的摩擦力,所以根据牛顿第二定律可知它们的加速度大分别为:am2=
=2.5m/s2
aM2=
=3.75m/s2
⑶若μ=
>tan30°,设此时两物块都不会相对绸带滑动,由⑴知a1=
m/s2,此对m与绸带的静摩擦力为:f2=ma1+mgsin30°=
N>μmgcos30°=
N,所以假设不成立,即m与绸带间发生了相对滑动
m沿斜面向上运动的加速度为:am3=
=
m/s2
M沿斜面向下运动的加速度为:aM3=
=
m/s2
考点
据考高分专家说,试题“(16分)如图所示,倾角α=30°的等腰.....”主要考查你对 [受力分析 ]考点的理解。
受力分析
受力分析:
1、物体受力分析的方法
①方法:整体法、隔离法。
②选择:所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
2、受力分析的顺序:先重力,再接触力,最后分析其他外力。
3、受力分析时应注意的问题
①分析物体受力时,只分析周围物体对研究对象所施加的力;
②受力分析时,不要多力或漏力,注意确定每个力的实力物体和受力物体,在力的合成和分解中,不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力;
③如果一个力的方向难以确定,可用假设法分析;
④物体的受力情况会随运动状态的改变而改变,必要时根据学过的知识通过计算确定;
⑤受力分析外部作用看整体,互相作用要隔离。


