2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第3單元牛頓運(yùn)動(dòng)定律增分微課3與斜面體相關(guān)的動(dòng)力學(xué)問題課件

增分微課3與斜面體相關(guān)的動(dòng)力學(xué)問題增分微課3題型綜述

斜面體是高考考查的熱點(diǎn),綜合性強(qiáng),可以考查受力分析、臨界條件、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)圖像、功能關(guān)系等多方面問題,所以,斜面體是一個(gè)非常重要的模型.應(yīng)考策略

從研究對(duì)象角度分類,可以分為斜面體上物體和斜面體本身兩個(gè)方面.從斜面體情景角度分類,可分為單面斜面體和雙面斜面體兩類.題型綜述斜面體是高考考查的熱點(diǎn),綜合性強(qiáng),可以考查受一、斜面上物體的受力問題的解題策略應(yīng)用實(shí)例情景光滑斜面恰好平衡摩擦減速上滑加速下滑圖例摩擦力無沿斜面向上f=μmgcosθ沿斜面向下f=μmgcosθ沿斜面向上f=μmgcosθ運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)a=gsinθ恰好勻速下滑μ=tanθa=gsinθ+μgcosθa=gsinθ-μgcosθ一、斜面上物體的受力問題的解題策略應(yīng)用實(shí)例情景光滑斜面恰好平例1如圖W3-1所示,三角形物體放在傾角為θ的斜面上,若物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ>tanθ,則無論作用在物體上豎直向下的外力F有多大,物體都不會(huì)滑動(dòng),這種現(xiàn)象叫作“自鎖”.千斤頂?shù)脑砼c之類似,請(qǐng)證明之.圖W3-1例1如圖W3-1所示,三角形物體放在傾角為θ的斜[證明]當(dāng)力F作用在物體上時(shí),沿斜面向下的力為(F+mg)sinθ,假設(shè)物體滑動(dòng),則沿斜面向上的摩擦力為μ(F+mg)cosθ由μ>tanθ,可得μ(F+mg)cosθ>(F+mg)sinθ從上式可以看出,無論力F為多大,能提供給物體沿斜面向上的摩擦力總是大于沿斜面向下的力,所以物體不會(huì)滑動(dòng).[證明]當(dāng)力F作用在物體上時(shí),沿斜面向下的力為(F+mg)變式題[2018·南寧模擬]

如圖W3-2所示,一質(zhì)量為M、帶有掛鉤的小球套在傾角為θ的細(xì)桿上,小球恰能沿桿勻速下滑.小球所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.下列說法正確的是 (

)A.若僅增大θ(θ<90°),則小球仍能沿桿勻速下滑B.若僅增大θ(θ<90°),則小球?qū)⒀貤U加速下滑C.若θ不變,僅在掛鉤上掛上質(zhì)量為m的物體,則小球?qū)⒀貤U加速下滑D.若θ不變,僅在掛鉤上掛上質(zhì)量為m的物體,則掛鉤對(duì)物體的拉力大于物體的重力圖W3-2變式題[2018·南寧模擬]如圖W3-2所示,一質(zhì)量[答案]B[答案]B例2(多選)如圖W3-3所示,在一塊固定的傾角為θ的木板上疊放質(zhì)量均為m的一本英語(yǔ)詞典和一本漢語(yǔ)詞典,圖甲中英語(yǔ)詞典在上,圖乙中漢語(yǔ)詞典在上,均由靜止釋放,發(fā)現(xiàn)圖甲中兩本詞典恰好一起勻速下滑,圖乙中兩本詞典一起加速下滑.已知兩本詞典的封面材料不同,但每本詞典的上、下兩面材料都相同,近似認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力相等,設(shè)英語(yǔ)詞典和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,漢語(yǔ)詞典和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,英語(yǔ)詞典和漢語(yǔ)詞典之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ3,重力加速度為g.下列說法正確的是 (

)例2(多選)如圖W3-3所示,在一塊固定的傾角為θA.μ1>μ3

B.μ1<μ2C.圖乙中漢語(yǔ)詞典受到的摩擦力大小是μ3mgcosθD.圖甲中英語(yǔ)詞典受到的摩擦力大小是μ2mgcosθ圖W3-3A.μ1>μ3圖W3-3[答案]BD[答案]BD2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第3單元牛頓運(yùn)動(dòng)定律增分微課3與斜面體相關(guān)的動(dòng)力學(xué)問題課件圖W3-4圖W3-4[答案]AC[答案]AC二、關(guān)于斜面體受力問題的解題策略當(dāng)μ=tanθ時(shí),物塊沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng)或靜止;當(dāng)μ<tanθ時(shí),物塊沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng);當(dāng)μ>tanθ時(shí),物塊沿斜面向下減速運(yùn)動(dòng)或靜止.試討論相應(yīng)條件下斜面體受到地面的摩擦力方向.二、關(guān)于斜面體受力問題的解題策略例3(多選)如圖W3-5所示,一質(zhì)量為m

的物體在沿斜面向上的拉力F作用下從放在水平地面上的質(zhì)量為

M、傾角為θ的粗糙斜面體的斜面上勻速下滑,在此過程中斜面體始終保持靜止,重力加速度為g.關(guān)于地面對(duì)斜面體的作用力,下列說法正確的是(

)A.無摩擦力作用

B.有水平向左的靜摩擦力作用C.支持力大小為(M+m)g

D.支持力小于(M+m)g圖W3-5例3(多選)如圖W3-5所示,一質(zhì)量為m的物體在沿[解析]由題意知,物體在沿斜面向上的拉力F作用下沿斜面向下勻速下滑,F、f、FN和mg的合力為零,即F、f和FN的合力豎直向上,大小為mg,受力分析如圖甲所示.而f和FN的合力大小和方向如圖乙所示,可知此二力的合力斜向左上方,小于mg.對(duì)斜面體受力分析如圖丙所示,根據(jù)受力圖可知物體施加在斜面體上的作用力斜向右下方,小于mg,斜面體受到地面的靜摩擦力一定水平向左,斜面體始終保持靜止時(shí),豎直方向上的合力為零,地面對(duì)斜面體支持力一定小于(M+m)g,故選項(xiàng)B、D正確.[答案]BD[解析]由題意知,物體在沿斜面向上的拉力F作用下沿斜面向下變式題

如圖W3-6所示,一質(zhì)量為m的滑塊恰能沿斜面勻速下滑,質(zhì)量為M的斜面體對(duì)地保持靜止,重力加速度為g.今對(duì)滑塊施加一水平恒力F,滑塊減速下滑,斜面體對(duì)地仍保持靜止,設(shè)該過程中斜面體受到地面的摩擦力為f地,支持力為FN地.下列說法正確的是 (

)A.f地=0,FN地

=(M+m)gB.f地=F,FN地=(M+m)gC.f地=0,FN地>(M+m)g

D.f地=F,FN地<(M+m)g圖W3-6變式題如圖W3-6所示,一質(zhì)量為m的滑塊恰能[答案]C[答案]C2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第3單元牛頓運(yùn)動(dòng)定律增分微課3與斜面體相關(guān)的動(dòng)力學(xué)問題課件1.[2018·浙江11月選考]

小明在觀察如圖W3-7所示的沙子堆積時(shí),發(fā)現(xiàn)沙子會(huì)自然堆積成圓錐體,且在不斷堆積過程中,材料相同的沙子自然堆積成的圓錐體的最大底角都是相同的.小明測(cè)出這堆沙子的底部周長(zhǎng)為31.4m,利用物理知識(shí)測(cè)得沙子之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,可估算出這堆沙的體積最接近 (

)A.60m3 B.200m3C.250m3 D.500m3題組演練圖W3-71.[2018·浙江11月選考]小明在觀察如圖W3-7所示[答案]A[答案]A2.放在固定粗糙斜面上的滑塊A以加速度a1沿斜面勻加速下滑,如圖W3-8甲所示.在滑塊A上放一物體B,物體B始終與A保持相對(duì)靜止,以加速度a2沿斜面勻加速下滑,如圖乙所示.在滑塊A上施加一豎直向下的恒力F,滑塊A以加速度a3沿斜面勻加速下滑,如圖丙所示.下列判斷正確的是 (

)

A.a1=a2=a3

B.a1=a2<a3C.a1<a2=a3

D.a1<a2<a3圖W3-82.放在固定粗糙斜面上的滑塊A以加速度a1沿斜面勻加速下滑,[答案]B[答案]B3.(多選)[2018·大同模擬]

如圖W3-9所示,質(zhì)量為M、傾角為θ的斜面體放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的小物塊在沿斜面向下的力F作用下向下運(yùn)動(dòng),此過程中斜面體保持靜止,重力加速度為g.下列說法正確的是 (

)圖W3-93.(多選)[2018·大同模擬]如圖W3-9所示,質(zhì)量為[答案]AB[答案]AB4.(多選)如圖W3-10甲所示,在粗糙水平面上靜置一個(gè)截面為等腰三角形的斜劈A,其質(zhì)量為M,兩個(gè)底角均為30°.兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的小物塊P和Q恰好能沿兩側(cè)面勻速下滑.若現(xiàn)在對(duì)兩物塊同時(shí)各施加一個(gè)平行于斜劈側(cè)面的恒力F1、F2,且F1<F2,如圖乙所示,重力加速度為g,則在P和Q下滑的過程中,下列說法正確的是(

)圖W3-104.(多選)如圖W3-10甲所示,在粗糙水平面上靜置一個(gè)截面[答案]AC[答案]AC5.(多選)[2018·黃岡中學(xué)二模]

如圖W3-11所示,傾角為θ的斜面體C置于粗糙水平桌面上,物塊B置于斜面上,B通過細(xì)繩跨過固定于桌面邊緣的光滑定滑輪與物塊A相連,連接B的一段細(xì)繩與斜面平行.已知B、C間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=tanθ,A、B的質(zhì)量均為m,重力加速度為g.現(xiàn)將B由靜止釋放,則在B下滑至滑輪位置之前且A尚未落地的過程中,下列說法正確的是 (

)A.物塊B一定勻加速下滑B.物塊B的加速度大小為gC.水平桌面對(duì)C的摩擦力方向水平向左D.水平桌面對(duì)C的支持力與B、C的總重力大小相等圖W3-115.(多選)[2018·黃岡中學(xué)二模]如圖W3-11所示,[答案]AD[答案]AD6.[2018·臨沂一調(diào)]

如圖W3-12所示,木板與水平地面間的夾角θ可以隨意改變,當(dāng)θ=37°時(shí),可視為質(zhì)點(diǎn)的小木塊恰好能沿著木板勻速下滑.若讓該小木塊從木板的底端以v0=10m/s的速度沿木板向上運(yùn)動(dòng),隨著θ的改變,小木塊沿木板向上滑行的距離將發(fā)生變化.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2.

(1)求小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)當(dāng)θ角為多大時(shí),小木塊沿木板向上滑行的距離最小?求出此最小值.圖W3-126.[2018·臨沂一調(diào)]如圖W3-12所示,木板與水平地[答案](1)0.75

(2)53°

4m[答案](1)0.75(2)53°4m增分微課3與斜面體相關(guān)的動(dòng)力學(xué)問題增分微課3題型綜述

斜面體是高考考查的熱點(diǎn),綜合性強(qiáng),可以考查受力分析、臨界條件、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)圖像、功能關(guān)系等多方面問題,所以,斜面體是一個(gè)非常重要的模型.應(yīng)考策略

從研究對(duì)象角度分類,可以分為斜面體上物體和斜面體本身兩個(gè)方面.從斜面體情景角度分類,可分為單面斜面體和雙面斜面體兩類.題型綜述斜面體是高考考查的熱點(diǎn),綜合性強(qiáng),可以考查受一、斜面上物體的受力問題的解題策略應(yīng)用實(shí)例情景光滑斜面恰好平衡摩擦減速上滑加速下滑圖例摩擦力無沿斜面向上f=μmgcosθ沿斜面向下f=μmgcosθ沿斜面向上f=μmgcosθ運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)a=gsinθ恰好勻速下滑μ=tanθa=gsinθ+μgcosθa=gsinθ-μgcosθ一、斜面上物體的受力問題的解題策略應(yīng)用實(shí)例情景光滑斜面恰好平例1如圖W3-1所示,三角形物體放在傾角為θ的斜面上,若物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ>tanθ,則無論作用在物體上豎直向下的外力F有多大,物體都不會(huì)滑動(dòng),這種現(xiàn)象叫作“自鎖”.千斤頂?shù)脑砼c之類似,請(qǐng)證明之.圖W3-1例1如圖W3-1所示,三角形物體放在傾角為θ的斜[證明]當(dāng)力F作用在物體上時(shí),沿斜面向下的力為(F+mg)sinθ,假設(shè)物體滑動(dòng),則沿斜面向上的摩擦力為μ(F+mg)cosθ由μ>tanθ,可得μ(F+mg)cosθ>(F+mg)sinθ從上式可以看出,無論力F為多大,能提供給物體沿斜面向上的摩擦力總是大于沿斜面向下的力,所以物體不會(huì)滑動(dòng).[證明]當(dāng)力F作用在物體上時(shí),沿斜面向下的力為(F+mg)變式題[2018·南寧模擬]

如圖W3-2所示,一質(zhì)量為M、帶有掛鉤的小球套在傾角為θ的細(xì)桿上,小球恰能沿桿勻速下滑.小球所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.下列說法正確的是 (

)A.若僅增大θ(θ<90°),則小球仍能沿桿勻速下滑B.若僅增大θ(θ<90°),則小球?qū)⒀貤U加速下滑C.若θ不變,僅在掛鉤上掛上質(zhì)量為m的物體,則小球?qū)⒀貤U加速下滑D.若θ不變,僅在掛鉤上掛上質(zhì)量為m的物體,則掛鉤對(duì)物體的拉力大于物體的重力圖W3-2變式題[2018·南寧模擬]如圖W3-2所示,一質(zhì)量[答案]B[答案]B例2(多選)如圖W3-3所示,在一塊固定的傾角為θ的木板上疊放質(zhì)量均為m的一本英語(yǔ)詞典和一本漢語(yǔ)詞典,圖甲中英語(yǔ)詞典在上,圖乙中漢語(yǔ)詞典在上,均由靜止釋放,發(fā)現(xiàn)圖甲中兩本詞典恰好一起勻速下滑,圖乙中兩本詞典一起加速下滑.已知兩本詞典的封面材料不同,但每本詞典的上、下兩面材料都相同,近似認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力相等,設(shè)英語(yǔ)詞典和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,漢語(yǔ)詞典和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,英語(yǔ)詞典和漢語(yǔ)詞典之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ3,重力加速度為g.下列說法正確的是 (

)例2(多選)如圖W3-3所示,在一塊固定的傾角為θA.μ1>μ3

B.μ1<μ2C.圖乙中漢語(yǔ)詞典受到的摩擦力大小是μ3mgcosθD.圖甲中英語(yǔ)詞典受到的摩擦力大小是μ2mgcosθ圖W3-3A.μ1>μ3圖W3-3[答案]BD[答案]BD2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第3單元牛頓運(yùn)動(dòng)定律增分微課3與斜面體相關(guān)的動(dòng)力學(xué)問題課件圖W3-4圖W3-4[答案]AC[答案]AC二、關(guān)于斜面體受力問題的解題策略當(dāng)μ=tanθ時(shí),物塊沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng)或靜止;當(dāng)μ<tanθ時(shí),物塊沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng);當(dāng)μ>tanθ時(shí),物塊沿斜面向下減速運(yùn)動(dòng)或靜止.試討論相應(yīng)條件下斜面體受到地面的摩擦力方向.二、關(guān)于斜面體受力問題的解題策略例3(多選)如圖W3-5所示,一質(zhì)量為m

的物體在沿斜面向上的拉力F作用下從放在水平地面上的質(zhì)量為

M、傾角為θ的粗糙斜面體的斜面上勻速下滑,在此過程中斜面體始終保持靜止,重力加速度為g.關(guān)于地面對(duì)斜面體的作用力,下列說法正確的是(

)A.無摩擦力作用

B.有水平向左的靜摩擦力作用C.支持力大小為(M+m)g

D.支持力小于(M+m)g圖W3-5例3(多選)如圖W3-5所示,一質(zhì)量為m的物體在沿[解析]由題意知,物體在沿斜面向上的拉力F作用下沿斜面向下勻速下滑,F、f、FN和mg的合力為零,即F、f和FN的合力豎直向上,大小為mg,受力分析如圖甲所示.而f和FN的合力大小和方向如圖乙所示,可知此二力的合力斜向左上方,小于mg.對(duì)斜面體受力分析如圖丙所示,根據(jù)受力圖可知物體施加在斜面體上的作用力斜向右下方,小于mg,斜面體受到地面的靜摩擦力一定水平向左,斜面體始終保持靜止時(shí),豎直方向上的合力為零,地面對(duì)斜面體支持力一定小于(M+m)g,故選項(xiàng)B、D正確.[答案]BD[解析]由題意知,物體在沿斜面向上的拉力F作用下沿斜面向下變式題

如圖W3-6所示,一質(zhì)量為m的滑塊恰能沿斜面勻速下滑,質(zhì)量為M的斜面體對(duì)地保持靜止,重力加速度為g.今對(duì)滑塊施加一水平恒力F,滑塊減速下滑,斜面體對(duì)地仍保持靜止,設(shè)該過程中斜面體受到地面的摩擦力為f地,支持力為FN地.下列說法正確的是 (

)A.f地=0,FN地

=(M+m)gB.f地=F,FN地=(M+m)gC.f地=0,FN地>(M+m)g

D.f地=F,FN地<(M+m)g圖W3-6變式題如圖W3-6所示,一質(zhì)量為m的滑塊恰能[答案]C[答案]C2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第3單元牛頓運(yùn)動(dòng)定律增分微課3與斜面體相關(guān)的動(dòng)力學(xué)問題課件1.[2018·浙江11月選考]

小明在觀察如圖W3-7所示的沙子堆積時(shí),發(fā)現(xiàn)沙子會(huì)自然堆積成圓錐體,且在不斷堆積過程中,材料相同的沙子自然堆積成的圓錐體的最大底角都是相同的.小明測(cè)出這堆沙子的底部周長(zhǎng)為31.4m,利用物理知識(shí)測(cè)得沙子之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,可估算出這堆沙的體積最接近 (

)A.60m3 B.200m3C.250m3 D.500m3題組演練圖W3-71.[2018·浙江11月選考]小明在觀察如圖W3-7所示[答案]A[答案]A2.放在固定粗糙斜面上的滑塊A以加速度a1沿斜面勻加速下滑,如圖W3-8甲所示.在滑塊A上放一物體B,物體B始終與A保持相對(duì)靜止,以加速度a2沿斜面勻加速下滑,如圖乙所示.在滑塊A上施加一豎直向下的恒力F,滑塊A以加速度a3沿斜面勻加速下滑,如圖丙所示.下列判斷正確的是 (

)

A.a1=a2=a3

B.a1=a2<a3C.a1<a2=a3

D.a1<a2<a3圖W3-82.放在固定粗糙斜面上的滑塊A以加速度a1沿斜面勻加速下滑,[答案]B[答案]B3.(多選)[2018·大同模擬]

如圖W3-9所示,質(zhì)量為M、傾角為θ的斜面體放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的小物塊在沿斜面向下的力F作用下向下運(yùn)動(dòng),此過程中斜面體保持靜止,重力加速度為g.下列說法正確的是 (

)圖W3-93.(多選)[2018·大同模擬]如圖W3-9所示,質(zhì)量為[答案]AB[答案]AB4.(多選)如圖W3-10甲所示,在粗糙水平面上靜置一個(gè)截面為等腰三角形的斜劈A,其質(zhì)量為M,兩個(gè)底角均為30°.兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的小物塊P和Q恰好能沿兩側(cè)