最新高中物理斜面問題總結(jié)

斜面問題在每年各地的高考卷中幾乎都有關(guān)于斜面模型的試題．如2023年高考全國理綜卷Ⅰ第25題、北京理綜卷第18題、天津理綜卷第1題、上海物理卷第22題等，2023年高考全國理綜卷Ⅰ第14題、全國理綜卷Ⅱ第16題、北京理綜卷第20題、江蘇物理卷第7題和第15題等．在前面的復(fù)習(xí)中，我們對這一模型的例舉和訓(xùn)練也比擬多，遇到這類問題時，以下結(jié)論可以幫助大家更好、更快地理清解題思路和選擇解題方法．1．自由釋放的滑塊能在斜面上(如下圖)勻速下滑時，m與M之間的動摩擦因數(shù)μ＝gtanθ．2．自由釋放的滑塊在斜面上(如圖9－1甲所示)：(1)靜止或勻速下滑時，斜面M對水平地面的靜摩擦力為零；(2)加速下滑時，斜面對水平地面的靜摩擦力水平向右；(3)減速下滑時，斜面對水平地面的靜摩擦力水平向左．3．自由釋放的滑塊在斜面上(如下圖)勻速下滑時，M對水平地面的靜摩擦力為零，這一過程中再在m上加上任何方向的作用力，(在m停止前)M對水平地面的靜摩擦力依然為零．4．懸掛有物體的小車在斜面上滑行(如下圖)：(1)向下的加速度a＝gsinθ時，懸繩穩(wěn)定時將垂直于斜面；(2)向下的加速度a＞gsinθ時，懸繩穩(wěn)定時將偏離垂直方向向上；(3)向下的加速度a＜gsinθ時，懸繩將偏離垂直方向向下．5．在傾角為θ的斜面上以速度v0平拋一小球(如下圖)：(1)落到斜面上的時間t＝eq\f(2v0tanθ,g)；(2)落到斜面上時，速度的方向與水平方向的夾角α恒定，且tanα＝2tanθ，與初速度無關(guān)；(3)經(jīng)過tc＝eq\f(v0tanθ,g)小球距斜面最遠，最大距離d＝eq\f((v0sinθ)2,2gcosθ)．6．如下圖，當整體有向右的加速度a＝gtanθ時，m能在斜面上保持相對靜止．7．在如圖9－5所示的物理模型中，當回路的總電阻恒定、導(dǎo)軌光滑時，ab棒所能到達的穩(wěn)定速度vm＝eq\f(mgRsinθ,B2L2)．[應(yīng)用1]有一些問題你可能不會求解，但是你仍有可能對這些問題的解是否合理進行分析和判斷．例如從解的物理量單位，解隨某些量變化的趨勢，解在一些特殊條件下的結(jié)果等方面進行分析，并與預(yù)期結(jié)果、實驗結(jié)論等進行比擬，從而判斷解的合理性或正確性．舉例如下：如下圖，質(zhì)量為M、傾角為θ的滑塊A放于水平地面上．把質(zhì)量為m的滑塊B放在A的斜面上．忽略一切摩擦，有人求得B相對地面的加速度a＝eq\f(M＋m,M＋msin2θ)gsinθ，式中g(shù)為重力加速度．對于上述解，某同學(xué)首先分析了等號右側(cè)的量的單位，沒發(fā)現(xiàn)問題．他進一步利用特殊條件對該解做了如下四項分析和判斷，所得結(jié)論都是“解可能是對的〞．但是，其中有一項為哪一項錯誤的，請你指出()A．當θ＝0°時，該解給出a＝0，這符合常識，說明該解可能是對的B．當θ＝90°時，該解給出a＝g，這符合實驗結(jié)論，說明該解可能是對的C．當M?m時，該解給出a≈gsinθ，這符合預(yù)期的結(jié)果，說明該解可能是對的D．當m?M時，該解給出a≈eq\f(g,sinθ)，這符合預(yù)期的結(jié)果，說明該解可能是對的[綜合應(yīng)用2]在傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個磁感應(yīng)強度大小相同的勻強磁場，其方向一個垂直于斜面向上，一個垂直于斜面向下(如下圖)，它們的寬度均為L．一個質(zhì)量為m、邊長也為L的正方形線框以速度v進入上部磁場時，恰好做勻速運動．(1)當ab邊剛越過邊界ff′時，線框的加速度為多大，方向如何？(2)當ab邊到達gg′與ff′的正中間位置時，線框又恰好做勻速運動，那么線框從開始進入上部磁場到ab邊到達gg′與ff′的正中間位置的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為多少？(線框的ab邊在運動過程中始終與磁場邊界平行，不計摩擦阻力)一、靜力學(xué)應(yīng)用題1．如下圖，質(zhì)量為m的木塊A放在斜面體B上，假設(shè)A和B沿水平方向以相同的速度v0一起向左做勻速直線運動，那么A和B之間的相互作用力大小為〔〕A.mgB.mgsinC.mgcosD.02．質(zhì)量為m的球置于傾角為的光滑面上，被與斜面垂直的光滑擋板擋著，如下圖．當擋板從圖示位置緩緩做逆時針轉(zhuǎn)動至水平位置的過程中，擋板對球的彈力N1和斜面對球的彈力N2的變化情況是〔〕A.N1增大B.N1先減小后增大C.N2增大D.N2減少3．如下圖,在傾角為300的粗糙斜面上有一重為G的物體，假設(shè)用與斜面底邊平行的恒力推它，恰好能使它做勻速直線運動。物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為〔〕A．B．C．D．4．如下圖，在一塊長木板上放一鐵塊，當把長木板從水平位置繞A端緩慢抬起時，鐵塊所受的摩擦力〔〕A．隨傾角的增大而減小B．開始滑一動前，隨傾角的增大而增大，滑動后，隨傾角的增大而減小C．開始滑動前，隨傾角的增大而減小，滑動后，隨傾角的增大而增大D．開始滑動前保持不變，滑動后，隨傾角的增大而減小5．如下圖，斜面體P放在水平面上，物體Q放在斜面上．Q受一水平作用力F，Q和P都靜止．這時P對Q的靜摩擦力和水平面對P的靜摩擦力分別為、．現(xiàn)使力F變大，系統(tǒng)仍靜止，那么〔〕A.、都變大B.變大，不一定變大C.變大，不一定變大D.、都不一定變大6．如下圖，物體B疊放在物體A上，A、B的質(zhì)量均為m，且上、下外表均與斜面平行，它們以共同速度沿傾角為的固定斜面C勻速下滑，那么〔〕A.A、B間沒有靜摩擦力B.A受到B的靜摩擦力方向沿斜面向上C.A受到斜面的滑動摩擦力大小為mgsinD.A與斜面間的動摩擦因數(shù),=tan7．如下圖，光滑導(dǎo)軌傾斜放置，其下端連接一個燈泡，勻強磁場垂直于導(dǎo)線所在平面，當棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時，小燈泡獲得的功率為，除燈Babθ泡外，其它電阻不計，要使燈泡的功率變?yōu)?，以下措施正確的是〔〕BabθA．換一個電阻為原來2倍的燈泡B．把磁感應(yīng)強度B增為原來的2倍C．換一根質(zhì)量為原來倍的金屬棒D．把導(dǎo)軌間的距離增大為原來的8、在傾角為α的光滑斜面上，放一根通電導(dǎo)線AB，電流的方向為A→B，AB長為L，質(zhì)量為m，放置時與水平面平行，如下圖。將磁感應(yīng)強度大小為B的磁場豎直向上加在導(dǎo)線所在處，此時導(dǎo)線靜止，那么導(dǎo)線中的電流多大？如果導(dǎo)線與斜面有摩擦，動摩擦因數(shù)為μ，為使導(dǎo)線保持靜止，電流I應(yīng)為多大？〔μ＜tanα〕θθabErB9.如下圖，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37o，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源?，F(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計，θθabErB〔1〕通過導(dǎo)體棒的電流；〔2〕導(dǎo)體棒受到的安培力大??；〔3〕導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小。二、動力學(xué)應(yīng)用題1．如圖，質(zhì)量為M的三角形木塊A靜止在水平面上．一質(zhì)量為m的物體B正沿A的斜面下滑，三角形木塊A仍然保持靜止。那么以下說法中正確的是()A．A對地面的壓力可能小于(M+m)gB．水平面對A的靜摩擦力可能水平向左C．水平面對A的靜摩擦力不可能為零D．B沿A的斜面下滑時突然受到一沿斜面向上的力F的作用，當力F的大小滿足一定條件時，三角形木塊A可能會開始滑動2．如下圖，質(zhì)量為M的木板放在傾角為的光滑斜面上，質(zhì)量為m的人在木板上跑，假設(shè)腳與板接觸處不打滑．(1)要保持木板相對斜面靜止，人應(yīng)以多大的加速度朝什么方向跑動？(2〕要保持人相對于斜面的位置不變，人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向運動？3．如下圖，三個物體質(zhì)量，物體A與斜面間動摩擦因數(shù)為，斜面體與水平地面間摩擦力足夠大，物體C距地面的高度為0.8m,斜面傾角為300．求：(1〕假設(shè)開始時系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，斜面體與水平地面之間有無摩擦力？如果有，求出這個摩擦力；如果沒有，請說明理由．(2〕假設(shè)在系統(tǒng)靜止時，去掉物體B，求物體C落地時的速度．V0CBA4．如下圖，AB為斜面，BC為水平面。從A點以水平初速度V向右拋出一小球，其落點與A的水平距離為S1，假設(shè)從A點以水平初速度2V向右拋出同一小球，其落點與A的水平距離為S2，不計空氣阻力，那么S1V0CBA A．1：4 B．1：3 C．1：2D．1：7ab5．如圖為表演雜技“飛車走壁〞的示意圖.演員騎摩托車在一個圓桶形結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁上奔馳,做勻速圓周運動.圖中a、b兩個虛線圓表示同一位演員騎同一輛摩托,在離地面不同高度處進行表演的運動軌跡.不考慮車輪受到的側(cè)向摩擦,以下說法中正確的是abA．在a軌道上運動時角速度較大B．在a軌道上運動時線速度較大C．在a軌道上運動時摩托車對側(cè)壁的壓力較大D．在a軌道上運動時摩托車和運發(fā)動所受的向心力較大參考答案[應(yīng)用1]D[綜合應(yīng)用2](1)當線框的ab邊從高處剛進入上部磁場(如圖中的位置①所示)時，線框恰好做勻速運動，那么有：mgsinθ＝BI1L此時I1＝eq\f(BLv,R)當線框的ab邊剛好越過邊界ff′(如圖9－8乙中的位置②所示)時，由于線框從位置①到位置②始終做勻速運動，此時將ab邊與cd邊切割磁感線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢同向疊加，回路中電流的大小等于2I1．故線框的加速度大小為：a＝eq\f(4BI1L－mgsinθ,m)＝3gsinθ，方向沿斜面向上．(2)而當線框的ab邊到達gg′與ff′的正中間位置(如圖9－8乙中的位置③所示)時，線框又恰好做勻速運動，說明mgsinθ＝4BI2故I2＝eq\f(1,4)I1由I1＝eq\f(BLv,R)可知，此時v′＝eq\f(1,4)v從位置①到位置③，線框的重力勢能減少了eq\f(3,2)mgLsinθ動能減少了eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)m(eq\f(v,4)