斜面体与滑块模型ppt课件

例题 如图 1 所示 一质量为m的物体恰能在质量为M的斜劈上匀速下滑 斜劈保持静止 现用一沿斜面向下的外力F推该物体 使物体加速下滑 设该过程中斜劈受到地面的摩擦力为Ff支持力为FN 下列说法正确的是 A Ff为零 FN M m g B Ff不为零 FN M m g C Ff为零 FN M m g D Ff不为零 FN M m g 解析 由题意知 未加沿斜面方向的力F时物体沿斜面匀速下滑 物体受力分析知道FN和Ff的合力竖直向上 数值为mg 物体作用在斜面体上的反作用力FN 和Ff 的合力竖直向下 无水平方向的分量 斜面体水平方向合力为零 地面对斜面体无摩擦力 施加沿斜面向下的力F时物体对斜面的作用力FN和Ff均无变化 斜面体受到物体施加的反作用力FN 和Ff 也均无变化 此二力的合力竖直向下 数值仍为mg 地面对斜面体无摩擦力 地面对斜面体的支持力仍为FN M m g 故A项正确 拓展1 如图 2 所示 一质量为m的物体在沿斜面向上的拉力F作用下 沿放在水平地面上的质量为M的倾角为 粗糙斜面体匀速下滑 在此过程中斜面体始终保持静止 则地面对斜面体作用力说法正确的 A 无摩擦力作用 B 有水平向左的静摩擦力作用 C 支持力大小为 M m g D 支持力小于 M m g 解析 依题意知 物体在沿斜面向上的拉力F作用时沿斜面向下匀速下滑 F Ff FN和mg合力为零 即F Ff和FN合力竖直向上 大小为mg 受力分析图示见图2 a 若无沿斜面向上的拉力F作用时 Ff和FN的合力大小和方向关系见图2 b 可知此二力的合力斜向左上方 数值要小于mg 斜面体受力分析见图2 c 根据受力图可知物体施加在斜面体上的作用力为斜向右下方 数值要小于mg 斜面体受到地面的静摩擦力一定水平向左 斜面体始终保持静止时竖直方向合力为零 地面对斜面体支持力必定小于 M m g 正确答案为B D项 拓展2 如图 3 所示 一物体恰能从一斜面上沿斜面匀速下滑 斜面体对地保持静止 若过重心对物体施加一个竖直向下的恒力F 则在物体向下运动的过程中 关于斜面体受到地面的摩擦力的说法正确的 A 大小为零 B 方向水平向右 C 方向水平向左 D 无法判断 解析 依题意知 物体原来沿斜面匀速下滑 物体受力分析图示见图3 a Ff FN和mg合力为零 即Ff和FN合力竖直向上 大小为mg 斜面体受力分析见图3 b 根据受力图可知物体施加在斜面体上的作用力为竖直向下 斜面体在水平方向无运动趋势 地面对斜面的摩擦力为零 当施加一个过重心的力F时 相当于物体重力增大的情况 物体沿斜面仍匀速下滑 FN与 Ff的比例关系不变 变化之后的FN 和Ff 的合力仍竖直向下 即FN 和Ff 的水平方向合力为零 地面对斜面体的摩擦力为零 正确答案为A项 拓展3 如图 4 所示 对斜面体上的物体施以一个沿斜面向上的拉力F作用时 物体恰能沿斜面下滑 在此过程中 斜面体相对水平地面保持静止 则水平地面对斜面体摩擦力说法正确的 A 若物体匀速下滑 摩擦力方向水平向右 B 若物体加速下滑时 摩擦力方向水平向左 C 若物体减速下滑时 摩擦力方向水平向右 D 若物体减速下滑时 可能有摩擦力 也可能没有 摩擦力方向不确定 解析 依题意知 物体受到一个沿斜面向上的拉力F作用时 恰能沿斜面匀速下滑时 物体受力分析如图 4 a所示 物体在自由状态下 不受力F作用 将沿斜面加速下滑 FN和Ff的合力斜向左上方 受力分析见图 4 c 斜面体受力分析见图 4 d 而FN 和Ff 的合斜向右下方 此二力在水平方向分量不为零 斜面体有向右运动趋势 地面施加给斜面体的摩擦力水平向左 A项错误 当物体在力F作用下沿斜面加速下滑时 可知物体在自由状态下 不受力F作用 仍将沿斜面加速下滑 根据上面分析并参照图 4 d可知地面施加给斜面体的摩擦力水平向左 B项正确 当物体在力F作用下沿斜面减速下滑时 则物体在自由状态下 不受力F作用 沿斜面运动情况有三种可能性 匀速下滑 匀加速下滑 匀减速下滑 根据上述分析知道斜面可能对地无运动趋势 可能有向右运动趋势 也可能有向左运动趋势 D项正确 故B D项正确 拓展4 如图 5 所示 一物体恰能从一斜面上沿斜面匀速下滑 斜面体对地保持静止 今对物体施加一水平恒力F作用与物体上 物体减速下滑 斜面体对地仍保持静止 设该过程中斜劈受到地面的摩擦力为Ff支持力为FN 下列说法正确的是 A Ff为零 FN M m g B Ff F FN M m g C Ff为零 FN M m g D Ff F FN M m g 解析 依据题意知 未施加水平力F时 物体恰能沿斜面匀速下滑 物体受力如图 5 a所示 FN和Ff的合力竖直向上 大小为mg 斜面体受力如图 5 b所示 当物体受到水平恒力F作用物体做减速下滑时 受力分析如图 5 c所示 斜面体受力如图 5 d所示 正确答案为C项 拓展5 如图 6 所示 斜面体的质量为M 放在水平地面上 质量为m的物体以某一初速度沿斜面体向上滑 至速度减为零后又加速返回 整个过程斜面体始终保持静止 则在m上 下滑的整个过程中 以下说法正确的 A 地面对M的摩擦力方向未改变 B 地面对M的摩擦力方向先向左后向右 C 地面对M的摩擦力大小未改变 D m上滑时地面对M的摩擦力大于m下滑时地面对M的摩擦力 解析 根据题意知道 物体沿斜面减速上滑时 受力分析如图6 a 斜面体受力分析图6 b 物体施加给斜面体的作用力F 斜向右下方 地面对M的摩擦力水平向左 物体沿斜面加速下滑时 物体受力分析如图6 c FN和Ff的合力斜向左上方 斜面体受力分析如图6 d 物体施加在斜面体上的作用力F N和F f的合力斜向右下方 斜面体保持静止 容易知道地面对M的摩擦力水平向左 通过分析可知A项正确 物体上滑时加速度为a上 物体加速下滑时加速度为a下 a上 a下两种情况下加速度的方向都是平行斜面向下 加速度的水平分量都向左 物体对斜面体的作用力F在水平方向上的合力均满足fx macos 方向水平向右 斜面体受到向左的摩擦力两次大小不同 具体情况时减速上滑时地面对斜面体的摩擦力大于加速下滑时地面对斜面体的摩擦力 正确答案为A D项 拓展6 如图 7 所示 一质量为m的物体从一斜面上沿斜面下滑 而斜面体对地面保持静止 斜面体受到地面的摩擦力下列说法正确的是 A 若物体匀速下滑 斜面体不受摩擦力作用 B 若物体匀速下滑 摩擦力方向水平向左 C 若物体减速下滑 摩擦力方向水平向右 D 若物体加速下滑 摩擦力方向水平向右 解析 依据题意知 物体沿斜面匀速下滑时 受力分析如图7 a 斜面体对地无运动趋势 不受摩擦力 物体加速下滑时 斜面体受力分析图7 b 物体施加给斜面体的作用力F 斜向右下方 地面对M的摩擦力水平向左 物体沿斜面减速下滑时 物体受力分析如图7 c F N和F f的合力F 斜向左下方 斜面体受到的静摩擦力水平向右 通过上述分析知道A C项正确 小结 从题目条件变化和分析过程实质两个层面进行归类 不难发现 1 例题 拓展2和拓展4三题 未加作用力F前物体的运动情况均为沿斜面向下匀速运动 斜面体均保持静止 沿不同方向施加F后斜面体仍静止这一条件 在满足这一条件时无论沿哪一方向施加F作用时 斜面体所受到的摩擦力均为零 2 拓展1 拓展3 拓展5和拓展6四题涉及的过程相同点是 不加作用力时 物体沿斜面方向存在向下或向上的加速度 斜面体施加给物体的合力不在竖直方向 斜面体受到物体施加的反作用力也一定不在竖直向下的方向上 斜面体受到地面施加的摩擦力必不为零 具体情况为物体沿斜面减速上滑或加速下滑时 物体的加速度平行斜面向下 斜面体施加给物体的合力斜向左上方 本文讨论涉及的斜面均为向左 根据牛顿第三定律可知 物体对斜面体的反作用力斜向右下方 斜面体受到地面施加的摩擦力水平向左 沿斜面减速下滑时 物体的加速度平行斜面向上 斜面体施加给物体的合力斜向右上方 物体对斜面体的反作用力斜向左下方 斜面体受到地面施加的摩擦力水平向右 总之 尽管 斜面体物块 这