2020届高考物理一轮复习第3单元牛顿运动定律增分微课3与斜面体相关的动力学问题课件

增分微课3与斜面体相关的动力学问题增分微课3题型综述

斜面体是高考考查的热点,综合性强,可以考查受力分析、临界条件、牛顿运动定律、运动图像、功能关系等多方面问题,所以,斜面体是一个非常重要的模型.应考策略

从研究对象角度分类,可以分为斜面体上物体和斜面体本身两个方面.从斜面体情景角度分类,可分为单面斜面体和双面斜面体两类.题型综述斜面体是高考考查的热点,综合性强,可以考查受一、斜面上物体的受力问题的解题策略应用实例情景光滑斜面恰好平衡摩擦减速上滑加速下滑图例摩擦力无沿斜面向上f=μmgcosθ沿斜面向下f=μmgcosθ沿斜面向上f=μmgcosθ运动特点a=gsinθ恰好匀速下滑μ=tanθa=gsinθ+μgcosθa=gsinθ-μgcosθ一、斜面上物体的受力问题的解题策略应用实例情景光滑斜面恰好平例1如图W3-1所示,三角形物体放在倾角为θ的斜面上,若物体与斜面间的动摩擦因数μ>tanθ,则无论作用在物体上竖直向下的外力F有多大,物体都不会滑动,这种现象叫作“自锁”.千斤顶的原理与之类似,请证明之.图W3-1例1如图W3-1所示,三角形物体放在倾角为θ的斜[证明]当力F作用在物体上时,沿斜面向下的力为(F+mg)sinθ,假设物体滑动,则沿斜面向上的摩擦力为μ(F+mg)cosθ由μ>tanθ,可得μ(F+mg)cosθ>(F+mg)sinθ从上式可以看出,无论力F为多大,能提供给物体沿斜面向上的摩擦力总是大于沿斜面向下的力,所以物体不会滑动.[证明]当力F作用在物体上时,沿斜面向下的力为(F+mg)变式题[2018·南宁模拟]

如图W3-2所示,一质量为M、带有挂钩的小球套在倾角为θ的细杆上,小球恰能沿杆匀速下滑.小球所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.下列说法正确的是 (

)A.若仅增大θ(θ<90°),则小球仍能沿杆匀速下滑B.若仅增大θ(θ<90°),则小球将沿杆加速下滑C.若θ不变,仅在挂钩上挂上质量为m的物体,则小球将沿杆加速下滑D.若θ不变,仅在挂钩上挂上质量为m的物体,则挂钩对物体的拉力大于物体的重力图W3-2变式题[2018·南宁模拟]如图W3-2所示,一质量[答案]B[答案]B例2(多选)如图W3-3所示,在一块固定的倾角为θ的木板上叠放质量均为m的一本英语词典和一本汉语词典,图甲中英语词典在上,图乙中汉语词典在上,均由静止释放,发现图甲中两本词典恰好一起匀速下滑,图乙中两本词典一起加速下滑.已知两本词典的封面材料不同,但每本词典的上、下两面材料都相同,近似认为滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,设英语词典和木板之间的动摩擦因数为μ1,汉语词典和木板之间的动摩擦因数为μ2,英语词典和汉语词典之间的动摩擦因数为μ3,重力加速度为g.下列说法正确的是 (

)例2(多选)如图W3-3所示,在一块固定的倾角为θA.μ1>μ3

B.μ1<μ2C.图乙中汉语词典受到的摩擦力大小是μ3mgcosθD.图甲中英语词典受到的摩擦力大小是μ2mgcosθ图W3-3A.μ1>μ3图W3-3[答案]BD[答案]BD2020届高考物理一轮复习第3单元牛顿运动定律增分微课3与斜面体相关的动力学问题课件图W3-4图W3-4[答案]AC[答案]AC二、关于斜面体受力问题的解题策略当μ=tanθ时,物块沿斜面向下匀速运动或静止;当μ<tanθ时,物块沿斜面向下加速运动;当μ>tanθ时,物块沿斜面向下减速运动或静止.试讨论相应条件下斜面体受到地面的摩擦力方向.二、关于斜面体受力问题的解题策略例3(多选)如图W3-5所示,一质量为m

的物体在沿斜面向上的拉力F作用下从放在水平地面上的质量为

M、倾角为θ的粗糙斜面体的斜面上匀速下滑,在此过程中斜面体始终保持静止,重力加速度为g.关于地面对斜面体的作用力,下列说法正确的是(

)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图W3-5例3(多选)如图W3-5所示,一质量为m的物体在沿[解析]由题意知,物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿斜面向下匀速下滑,F、f、FN和mg的合力为零,即F、f和FN的合力竖直向上,大小为mg,受力分析如图甲所示.而f和FN的合力大小和方向如图乙所示,可知此二力的合力斜向左上方,小于mg.对斜面体受力分析如图丙所示,根据受力图可知物体施加在斜面体上的作用力斜向右下方,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,竖直方向上的合力为零,地面对斜面体支持力一定小于(M+m)g,故选项B、D正确.[答案]BD[解析]由题意知,物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿斜面向下变式题

如图W3-6所示,一质量为m的滑块恰能沿斜面匀速下滑,质量为M的斜面体对地保持静止,重力加速度为g.今对滑块施加一水平恒力F,滑块减速下滑,斜面体对地仍保持静止,设该过程中斜面体受到地面的摩擦力为f地,支持力为FN地.下列说法正确的是 (

)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图W3-6变式题如图W3-6所示,一质量为m的滑块恰能[答案]C[答案]C2020届高考物理一轮复习第3单元牛顿运动定律增分微课3与斜面体相关的动力学问题课件1.[2018·浙江11月选考]

小明在观察如图W3-7所示的沙子堆积时,发现沙子会自然堆积成圆锥体,且在不断堆积过程中,材料相同的沙子自然堆积成的圆锥体的最大底角都是相同的.小明测出这堆沙子的底部周长为31.4m,利用物理知识测得沙子之间的动摩擦因数为0.5,可估算出这堆沙的体积最接近 (

)A.60m3 B.200m3C.250m3 D.500m3题组演练图W3-71.[2018·浙江11月选考]小明在观察如图W3-7所示[答案]A[答案]A2.放在固定粗糙斜面上的滑块A以加速度a1沿斜面匀加速下滑,如图W3-8甲所示.在滑块A上放一物体B,物体B始终与A保持相对静止,以加速度a2沿斜面匀加速下滑,如图乙所示.在滑块A上施加一竖直向下的恒力F,滑块A以加速度a3沿斜面匀加速下滑,如图丙所示.下列判断正确的是 (

)

A.a1=a2=a3

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

D.a1<a2<a3图W3-82.放在固定粗糙斜面上的滑块A以加速度a1沿斜面匀加速下滑,[答案]B[答案]B3.(多选)[2018·大同模拟]

如图W3-9所示,质量为M、倾角为θ的斜面体放在光滑的水平面上,质量为m的小物块在沿斜面向下的力F作用下向下运动,此过程中斜面体保持静止,重力加速度为g.下列说法正确的是 (

)图W3-93.(多选)[2018·大同模拟]如图W3-9所示,质量为[答案]AB[答案]AB4.(多选)如图W3-10甲所示,在粗糙水平面上静置一个截面为等腰三角形的斜劈A,其质量为M,两个底角均为30°.两个质量均为m的完全相同的小物块P和Q恰好能沿两侧面匀速下滑.若现在对两物块同时各施加一个平行于斜劈侧面的恒力F1、F2,且F1<F2,如图乙所示,重力加速度为g,则在P和Q下滑的过程中,下列说法正确的是(

)图W3-104.(多选)如图W3-10甲所示,在粗糙水平面上静置一个截面[答案]AC[答案]AC5.(多选)[2018·黄冈中学二模]

如图W3-11所示,倾角为θ的斜面体C置于粗糙水平桌面上,物块B置于斜面上,B通过细绳跨过固定于桌面边缘的光滑定滑轮与物块A相连,连接B的一段细绳与斜面平行.已知B、C间的动摩擦因数为μ=tanθ,A、B的质量均为m,重力加速度为g.现将B由静止释放,则在B下滑至滑轮位置之前且A尚未落地的过程中,下列说法正确的是 (

)A.物块B一定匀加速下滑B.物块B的加速度大小为gC.水平桌面对C的摩擦力方向水平向左D.水平桌面对C的支持力与B、C的总重力大小相等图W3-115.(多选)[2018·黄冈中学二模]如图W3-11所示,[答案]AD[答案]AD6.[2018·临沂一调]

如图W3-12所示,木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变,当θ=37°时,可视为质点的小木块恰好能沿着木板匀速下滑.若让该小木块从木板的底端以v0=10m/s的速度沿木板向上运动,随着θ的改变,小木块沿木板向上滑行的距离将发生变化.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2.

(1)求小木块与木板间的动摩擦因数;(2)当θ角为多大时,小木块沿木板向上滑行的距离最小?求出此最小值.图W3-126.[2018·临沂一调]如图W3-12所示,木板与水平地[答案](1)0.75

(2)53°

4m[答案](1)0.75(2)53°4m增分微课3与斜面体相关的动力学问题增分微课3题型综述

斜面体是高考考查的热点,综合性强,可以考查受力分析、临界条件、牛顿运动定律、运动图像、功能关系等多方面问题,所以,斜面体是一个非常重要的模型.应考策略

从研究对象角度分类,可以分为斜面体上物体和斜面体本身两个方面.从斜面体情景角度分类,可分为单面斜面体和双面斜面体两类.题型综述斜面体是高考考查的热点,综合性强,可以考查受一、斜面上物体的受力问题的解题策略应用实例情景光滑斜面恰好平衡摩擦减速上滑加速下滑图例摩擦力无沿斜面向上f=μmgcosθ沿斜面向下f=μmgcosθ沿斜面向上f=μmgcosθ运动特点a=gsinθ恰好匀速下滑μ=tanθa=gsinθ+μgcosθa=gsinθ-μgcosθ一、斜面上物体的受力问题的解题策略应用实例情景光滑斜面恰好平例1如图W3-1所示,三角形物体放在倾角为θ的斜面上,若物体与斜面间的动摩擦因数μ>tanθ,则无论作用在物体上竖直向下的外力F有多大,物体都不会滑动,这种现象叫作“自锁”.千斤顶的原理与之类似,请证明之.图W3-1例1如图W3-1所示,三角形物体放在倾角为θ的斜[证明]当力F作用在物体上时,沿斜面向下的力为(F+mg)sinθ,假设物体滑动,则沿斜面向上的摩擦力为μ(F+mg)cosθ由μ>tanθ,可得μ(F+mg)cosθ>(F+mg)sinθ从上式可以看出,无论力F为多大,能提供给物体沿斜面向上的摩擦力总是大于沿斜面向下的力,所以物体不会滑动.[证明]当力F作用在物体上时,沿斜面向下的力为(F+mg)变式题[2018·南宁模拟]

如图W3-2所示,一质量为M、带有挂钩的小球套在倾角为θ的细杆上,小球恰能沿杆匀速下滑.小球所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.下列说法正确的是 (

)A.若仅增大θ(θ<90°),则小球仍能沿杆匀速下滑B.若仅增大θ(θ<90°),则小球将沿杆加速下滑C.若θ不变,仅在挂钩上挂上质量为m的物体,则小球将沿杆加速下滑D.若θ不变,仅在挂钩上挂上质量为m的物体,则挂钩对物体的拉力大于物体的重力图W3-2变式题[2018·南宁模拟]如图W3-2所示,一质量[答案]B[答案]B例2(多选)如图W3-3所示,在一块固定的倾角为θ的木板上叠放质量均为m的一本英语词典和一本汉语词典,图甲中英语词典在上,图乙中汉语词典在上,均由静止释放,发现图甲中两本词典恰好一起匀速下滑,图乙中两本词典一起加速下滑.已知两本词典的封面材料不同,但每本词典的上、下两面材料都相同,近似认为滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,设英语词典和木板之间的动摩擦因数为μ1,汉语词典和木板之间的动摩擦因数为μ2,英语词典和汉语词典之间的动摩擦因数为μ3,重力加速度为g.下列说法正确的是 (

)例2(多选)如图W3-3所示,在一块固定的倾角为θA.μ1>μ3

B.μ1<μ2C.图乙中汉语词典受到的摩擦力大小是μ3mgcosθD.图甲中英语词典受到的摩擦力大小是μ2mgcosθ图W3-3A.μ1>μ3图W3-3[答案]BD[答案]BD2020届高考物理一轮复习第3单元牛顿运动定律增分微课3与斜面体相关的动力学问题课件图W3-4图W3-4[答案]AC[答案]AC二、关于斜面体受力问题的解题策略当μ=tanθ时,物块沿斜面向下匀速运动或静止;当μ<tanθ时,物块沿斜面向下加速运动;当μ>tanθ时,物块沿斜面向下减速运动或静止.试讨论相应条件下斜面体受到地面的摩擦力方向.二、关于斜面体受力问题的解题策略例3(多选)如图W3-5所示,一质量为m

的物体在沿斜面向上的拉力F作用下从放在水平地面上的质量为

M、倾角为θ的粗糙斜面体的斜面上匀速下滑,在此过程中斜面体始终保持静止,重力加速度为g.关于地面对斜面体的作用力,下列说法正确的是(

)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图W3-5例3(多选)如图W3-5所示,一质量为m的物体在沿[解析]由题意知,物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿斜面向下匀速下滑,F、f、FN和mg的合力为零,即F、f和FN的合力竖直向上,大小为mg,受力分析如图甲所示.而f和FN的合力大小和方向如图乙所示,可知此二力的合力斜向左上方,小于mg.对斜面体受力分析如图丙所示,根据受力图可知物体施加在斜面体上的作用力斜向右下方,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,竖直方向上的合力为零,地面对斜面体支持力一定小于(M+m)g,故选项B、D正确.[答案]BD[解析]由题意知,物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿斜面向下变式题

如图W3-6所示,一质量为m的滑块恰能沿斜面匀速下滑,质量为M的斜面体对地保持静止,重力加速度为g.今对滑块施加一水平恒力F,滑块减速下滑,斜面体对地仍保持静止,设该过程中斜面体受到地面的摩擦力为f地,支持力为FN地.下列说法正确的是 (

)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图W3-6变式题如图W3-6所示,一质量为m的滑块恰能[答案]C[答案]C2020届高考物理一轮复习第3单元牛顿运动定律增分微课3与斜面体相关的动力学问题课件1.[2018·浙江11月选考]

小明在观察如图W3-7所示的沙子堆积时,发现沙子会自然堆积成圆锥体,且在不断堆积过程中,材料相同的沙子自然堆积成的圆锥体的最大底角都是相同的.小明测出这堆沙子的底部周长为31.4m,利用物理知识测得沙子之间的动摩擦因数为0.5,可估算出这堆沙的体积最接近 (

)A.60m3 B.200m3C.250m3 D.500m3题组演练图W3-71.[2018·浙江11月选考]小明在观察如图W3-7所示[答案]A[答案]A2.放在固定粗糙斜面上的滑块A以加速度a1沿斜面匀加速下滑,如图W3-8甲所示.在滑块A上放一物体B,物体B始终与A保持相对静止,以加速度a2沿斜面匀加速下滑,如图乙所示.在滑块A上施加一竖直向下的恒力F,滑块A以加速度a3沿斜面匀加速下滑,如图丙所示.下列判断正确的是 (

)

A.a1=a2=a3

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

D.a1<a2<a3图W3-82.放在固定粗糙斜面上的滑块A以加速度a1沿斜面匀加速下滑,[答案]B[答案]B3.(多选)[2018·大同模拟]

如图W3-9所示,质量为M、倾角为θ的斜面体放在光滑的水平面上,质量为m的小物块在沿斜面向下的力F作用下向下运动,此过程中斜面体保持静止,重力加速度为g.下列说法正确的是 (

)图W3-93.(多选)[2018·大同模拟]如图W3-9所示,质量为[答案]AB[答案]AB4.(多选)如图W3-10甲所示,在粗糙水平面上静置一个截面为等腰三角形的斜劈A,其质量为M,两个底角均为30°.两个质量均为m的完全相同的小物块P和Q恰好能沿两侧