高考物理斜面試題分類解析

1、高考斜面問題分類解析湖北省宜昌二中程嗣工作室程嗣（特級教師）湖北省宜昌市三峽高中程首憲（高級教師）高考物理中的斜面，并不是初中物理所學(xué)的簡單機(jī)械，通常也不是題目的主體，而只是一個(gè)載體，即處于斜面上的物體通常才是真正的主體由于斜面問題的千變?nèi)f化，既可能光滑，也可以粗糙；既可能固定，也可以運(yùn)動，即使運(yùn)動，也可能勻速或變速；既可能是一個(gè)斜面，也可能是多個(gè)斜面；斜面上的物體同樣五花八門，可能是質(zhì)點(diǎn)，也可能是連接體，可能是帶電小球，也可能是導(dǎo)體棒斜面問題，由于承載的物體運(yùn)動情況各異，因此舉凡力學(xué)中的主要規(guī)律均可涉及；由于承載的物體各異，故很容易將力學(xué)知識和熱學(xué)、電學(xué)知識聯(lián)系起來凡此種種，造成斜面問題的復(fù)

2、雜化，為高考命題提供了廣闊的平臺求解斜面問題，能否做好斜面上物體的受力分析，尤其是斜面對物體的作用力（包括支持力和摩擦力）是解決問題的關(guān)鍵一十年高考題圖年份1995年上海1997年上海1998年上海1999年上海2000年全國題型填空題實(shí)驗(yàn)題計(jì)算題填空題計(jì)算題題圖年份2001年全國2002年春季2003年遼寧2004年春季2004年全國題型填空題選擇題選擇題選擇題選擇題題圖二題型分類按研究對象分類，斜面問題可分為單個(gè)質(zhì)點(diǎn)、連接體、帶電小球、導(dǎo)體棒等等；按斜面本身分類，可分為單斜面、雙斜面及多個(gè)斜面體；按運(yùn)動性質(zhì)分類，可分為平衡、加速等等CABF圖1三經(jīng)典例析1平衡類例1（2001年全國，12題

3、）如圖1所示，質(zhì)量為m，橫截面為直角三角形的物塊ABC，ABCAB邊靠在豎直墻面上，F(xiàn)是垂直于斜面BC的推力現(xiàn)物塊靜止不動，則摩擦力的大小為解析對物塊作受力分析，并如圖2所示建立坐標(biāo)系由平衡條件，在y方向上有FfmgFsin0，ABFf圖2CmgFxFNy得摩擦力FfmgFsin點(diǎn)評對于三個(gè)以上外力作用下物體的平衡問題，一般可采用正交分解法（30圖3例2（1999年上海，12題）在傾角為30的光滑斜面上垂直紙面放置一根長為L，質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，一勻強(qiáng)磁場垂直于斜面向下，如圖3所示當(dāng)導(dǎo)體棒內(nèi)通有垂直紙面向里的電流I時(shí)，導(dǎo)體棒恰好靜止在斜面上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=_ 解析通電導(dǎo)體棒所受重力m

4、g豎直向下，由左手定則知安培力BIL沿斜面向上，斜面支持力垂直斜面向上由平衡條件知力與重力的下滑分力平衡，即BILmgsin30，所以點(diǎn)評通電導(dǎo)體在磁場中受力情況往往是三維空間問題，為了清晰地表達(dá)各力、磁感應(yīng)強(qiáng)度和電流的關(guān)系，應(yīng)該像本題這樣在垂直于電流方向的平面內(nèi)作受力分析圖圖42加速類例3（2000年上海，21題）風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中可產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力現(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿放入風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室小球孔徑略大于細(xì)桿直徑，如圖4所示（1）當(dāng)桿在水平方向上固定時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小，使小球在桿上做做勻速運(yùn)動，這時(shí)小球所受的風(fēng)力為小球所受重力的0.5倍，求小球與桿間的動摩擦因數(shù)（2）保持小球所受風(fēng)力不變，

5、使桿與水平方向間夾角為37并固定，則小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上滑下距離s所需時(shí)間為多少？（sin37=06，cos37=08）解析（1）設(shè)小球所受的風(fēng)力為F，支持力為FN，摩擦力為Ff，小球質(zhì)量為m，作小球受力圖，如圖5所示，圖5當(dāng)桿水平固定，即=0時(shí)，由題意得：F=mg，=F/mg=05 mg/mg=05 (2)沿桿方向，由牛頓第二定律得FcosmgsinFf =ma， 垂直于桿方向，由共點(diǎn)力平衡條件得FNFsinmgcos0， 又 Ff =FN ， 聯(lián)立式得：，將F=05 mg代入上式得 由運(yùn)動學(xué)公式得，所以 = 點(diǎn)評風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)是模擬航空航天飛行器飛行的不可缺少的實(shí)驗(yàn)設(shè)備本題就是以此為背景，來考

6、查牛頓定律的應(yīng)用，需要考生能從題境中進(jìn)行抽象，建立理想化的物理物理模型abcd圖6例4（2004年全國，15題）如圖6所示，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，a、b、c、d位于同一圓周上，a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)，d點(diǎn)為最低點(diǎn)每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán)(圖中未畫出)，三個(gè)滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速為0)，用t1、t2、t3依次表示滑環(huán)到達(dá)d所用的時(shí)間，則（ ）At1 t2 t2 t3Ct3 t1 t2 Dt1 = t2 = t3解析設(shè)圓的直徑為d，某一細(xì)桿與豎直直徑ad的夾角為，因物體僅受重力和細(xì)桿彈力的作用（a環(huán)所受彈力為零），由牛頓第二定律易得滑環(huán)下滑的加速度a=gcos 小物塊

7、通過的位移s=dcos，且，同以上各式得滑行時(shí)間，可見，t僅由d決定，與題中細(xì)桿的傾角和長度無關(guān)，故D項(xiàng)正確點(diǎn)評當(dāng)物理過程不盡相同時(shí)，應(yīng)想法找到共同點(diǎn)本題中，各滑環(huán)下滑的加速度、位移都不相同，但由于初、末位置分別在同一圓周上，故尋求各位移與直徑ad的關(guān)系就成為解決問題的突破口baM)（圖7例5（2003年遼寧，36題）如圖7所示，一質(zhì)量為M的楔形木塊放在水平桌面上，它的頂角為90，兩底角為和，a、b為兩個(gè)位于斜面上質(zhì)量均為m的小木塊已知所有接觸面都是光滑的現(xiàn)發(fā)現(xiàn)a、b沿斜面下滑，而楔形木塊靜止不動，這時(shí)楔形木塊對水平桌面的壓力等于（ ）AMgmgBMg2mgCMgmg(sinsin)DMgmg

8、(coscos)M)（圖8MgFbFaFN解析隔離楔形木塊分析，受豎直向下的重力Mg，a對M的壓力Famgcos，b對M的壓力Fbmgcos，圖8為受力圖示由平衡條件，在豎直方向上有FNMgFacos+ FbcosMgmgcos2+ mgcos2，+90，F(xiàn)NMgmg。選項(xiàng)A正確點(diǎn)評本題也可用整體法求解。先隔離a做為研究對象，受到重力和支持力的作用，其加速度方向沿斜面向下，大小為gsin同理，b的加速度方向也沿斜面向下，大小為gsin將兩者的加速度沿水平方向和豎直方向分解，a、b加速度的豎直分量分別為gsin2、gsin2再以a、b和楔形木塊為系統(tǒng)，利用整體法求解若系統(tǒng)內(nèi)各物體加速度不相同，牛

9、頓第二定律的表達(dá)式應(yīng)為，式中為系統(tǒng)所受外力的矢量和，等式右端為系統(tǒng)內(nèi)各物體的質(zhì)量與加速度乘積的矢量和在中學(xué)階段，若連接體由兩個(gè)物體組成，其中一個(gè)物體加速度不為零，另一個(gè)物體處于平衡狀態(tài)即加速度等于零時(shí)，可選取整體為研究對象，由上式求解比較方便本題中由牛頓第二定律有（M2m）gFNmgsin2+mgsin2，又90， sincos, sin2cos2,所以桌面支持力FN（Mm）g由牛頓第三定律知楔形木塊對水平桌面的壓力等于（Mm）g，選項(xiàng)A正確當(dāng)斜面上有幾個(gè)物體時(shí)，要注意分析每個(gè)物體的受力情況，尤其是每個(gè)物體的運(yùn)動情況另外，當(dāng)物體運(yùn)動中加速度方向豎直向下時(shí)處于失重狀態(tài)本題中，由于a、b加速度豎直

10、分量均向下，故桌面支持力小于系統(tǒng)重力3能量轉(zhuǎn)化類例6（2004年上海，8題）滑塊以速率v1靠慣性沿固定斜面由底端向上運(yùn)動，當(dāng)它回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)速率為v2，且v2 v1若滑塊向上運(yùn)動的位移中點(diǎn)為A，取斜面底端重力勢能為零，則（ ）A上升時(shí)機(jī)械能減小，下降時(shí)機(jī)械能增大B上升時(shí)機(jī)械能減小，下降時(shí)機(jī)械能也減小C上升過程中動能和勢能相等的位置在A點(diǎn)上方D上升過程中動能和勢能相等的位置在A點(diǎn)下方解析由于v2 v1可知滑塊與斜面間有摩擦，無論上升還是下降，都有機(jī)械能損失，故B項(xiàng)正確；設(shè)上升時(shí)的最大高度為H，對應(yīng)的最大位移為L，動能和勢能相等時(shí)其高度為h，滑塊所受摩擦力為F由能量關(guān)系有，得，則該點(diǎn)位于A點(diǎn)上方，故

11、C項(xiàng)正確點(diǎn)評處理斜面上的能量轉(zhuǎn)化問題時(shí)應(yīng)明確各力做功的特點(diǎn)，重力做功與路徑無關(guān)，只與高度有關(guān)，摩擦力做功則與路徑有關(guān)上式中，hL/H即為滑塊從底端滑至動能和勢能相等時(shí)所發(fā)生的位移FhL/H即為該過程中克服摩擦力所做的功ACBDhhd圖9例7（2004年遼寧、廣東，34題）如圖9所示，ABCD是一個(gè)盆式容器，盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧，B、C為水平的，其距離d=050m，盆邊緣的高度為h=030m在A處放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間的動摩擦因數(shù)為=010小物塊在盆內(nèi)來回滑動，最后停下來，則停的地點(diǎn)到B的距離為（ ）A

12、050m B025m C010m D0 解析設(shè)小物塊從A點(diǎn)出發(fā)到最后停下來，整個(gè)過程中在盆底上通過的路程為s由動能定理，有mghmgs0，得，即s6d，剛好運(yùn)動3個(gè)來回，故最后將停在B點(diǎn)，D選項(xiàng)正確點(diǎn)評將研究物體的復(fù)雜運(yùn)動轉(zhuǎn)化為研究物體的簡單狀態(tài)，這是能量守恒定律相對于牛頓運(yùn)動定律在解決問題時(shí)的優(yōu)越之處4學(xué)科內(nèi)綜合類例8（2000年全國，30題）如圖10所示，直角三角形ABC斜邊傾角為30，底邊BC長為2L，處在水平位置，斜邊AC是光滑絕緣的，在底邊中點(diǎn)O處放置一正電荷Q一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)從斜面頂端A沿斜邊滑下，滑到斜邊上的垂足D時(shí)速度為vADBOC圖10將（1），（2）題

13、正確選項(xiàng)前的標(biāo)號填在題后括號內(nèi)（1）在質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動中不發(fā)生變化的是（）動能電勢能與重力勢能之和動能與重力勢能之和動能、電勢能、重力勢能三者之和（2）質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動是（）A勻加速運(yùn)動 B勻減速運(yùn)動C先勻加速后勻減速的運(yùn)動 D加速度隨時(shí)間變化的運(yùn)動（3）該質(zhì)點(diǎn)滑到非常挨近斜邊底端C點(diǎn)時(shí)速度vc為多少？沒斜面向下的加速度ac為多少？解析（1）質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動過程中，電場力和重力做功，電荷的電勢能和機(jī)械能之和守恒，故C項(xiàng)正確；（2）質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動被約束在斜面上，受重力、電場力和斜面的支持力作用，由于電場力的大小和方向不斷變化，其在斜面上的分力不斷變化，故電荷所受合力不斷變化，故D項(xiàng)正確；（3）因，則B、C、D三點(diǎn)在以

14、O為圓心的同一圓周上，是O點(diǎn)處點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中的等勢點(diǎn)，所以，q由D到C的過程中電場力做功為零，由機(jī)械能守恒定律有 其中 得 質(zhì)點(diǎn)在C點(diǎn)受三個(gè)力的作用；電場力，方向由C指向O點(diǎn)；重力mg，方向豎直向下；支持力FN，方向垂直于斜面向上根據(jù)牛頓第二定律有得 L）BNbaPRM）圖11點(diǎn)評本例是用力和運(yùn)動、功和能及電學(xué)知識綜合研究帶電粒子在電場中運(yùn)動的典型問題，要求考生在對電荷運(yùn)動過程有清楚的分析基礎(chǔ)上，能正確地運(yùn)用力學(xué)規(guī)律來解決問題）bB圖12例9（2004年北京，23題）如圖11所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L0、M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電

15、阻一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直斜面向下，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦（1）由b向a方向看到的裝置如圖12所示，請?jiān)诖藞D中畫出ab桿下滑過程中某時(shí)刻的受力示意圖；（2）在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大??；（3）求在下滑過程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值FN）bB圖13mgF解析（1）受力示意圖如圖13所示，ab桿的重力mg，豎直向下，安培力F，沿斜面向上，斜面的支持力FN，垂直斜面向上， （2）當(dāng)ab桿速度

16、為v時(shí)，感應(yīng)電動勢E=BLv，,此時(shí)電路電流，ab桿受到安培力，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律，有 （3）當(dāng)時(shí)，ab桿達(dá)到最大速度vm，MNBabcdef圖14點(diǎn)評欲求最大速度，則必須明確ab桿的運(yùn)動過程，先做加速度減小的加速運(yùn)動，再做勻速運(yùn)動，故ab桿的最大速度即為加速運(yùn)動的末速度或勻速運(yùn)動的速度另外，最大速度的求法除可用牛頓定律求解以外，還可用能量關(guān)系求解例10（1998年上海，25題）將一個(gè)矩形金屬線框折成直角框架abcdefa，置于傾角為37的斜面上，ab邊與斜面的底線MN平行，如圖14所示ab=bc=cd=de=ef=fa=02m，線框總電阻為R=002，ab邊和de邊的質(zhì)量均為m=001kg，其

17、余四邊的質(zhì)量忽略不計(jì)框架可繞過c、f點(diǎn)的固定軸轉(zhuǎn)動現(xiàn)從t=0時(shí)刻開始沿斜面向上加一隨時(shí)間均勻增加的、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系為B=05tT，磁場方向與cdef面垂直 (1)求線框中感應(yīng)電流的大小，并在ab段導(dǎo)線上畫出感應(yīng)電流的方向(2)t為何值時(shí)框架將開始繞其固定軸轉(zhuǎn)動? (cos37=08，sin30=06，g=10m/s2)解析（1）由B=05tT知T/s，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動勢，由閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流，由楞次定律知，穿過回路的磁通量增加時(shí)，ab中感應(yīng)電流方向由a到b（2）ab邊中感應(yīng)電流所受的安培力FabBIab05t102N01tN，方向垂直斜面向

18、上ab邊安培力的力矩MabFabbc01t0.2Nm0.02 Nm，線框ab和de邊所受重力的力矩為MGmg bccosmg cdsin= mg bc(cos+sin )001100.2（0806）Nm0028 Nm當(dāng)整個(gè)線框所受的合力矩為零時(shí)，線框則處在即將轉(zhuǎn)動的臨界狀態(tài)由MabMG，得t14s點(diǎn)評本題是一個(gè)在三維空間展開的電磁感應(yīng)與力矩平衡條件的綜合運(yùn)用空間的幾何關(guān)系分析，成為問題的關(guān)鍵物理問題的空間關(guān)系分析，是考察運(yùn)用數(shù)學(xué)工具能力的一個(gè)重要方面四創(chuàng)新訓(xùn)練1選擇題圖15）a（1）（2001年春季，10題）一物體放置在傾角為的斜面上，斜面固定于加速上升的電梯中，加速度為a，如圖15所示在物體

19、始終相對于斜面靜止的條件下，下列說法中正確的是()A當(dāng)一定時(shí)，a越大，斜面對物體的正壓力越小B當(dāng)一定時(shí)，a越大，斜面對物體的摩擦力越大C當(dāng)a一定時(shí)，越大，斜面對物體的正壓力越小D當(dāng)a一定時(shí)，越大，斜面對物體的摩擦力越小（2）（2002年春季，23題）如圖16所示，質(zhì)量為m的三角形木楔A置于傾角為的固定斜面上，它與斜面間的動摩擦因數(shù)為，一水平力F作用在木楔A的豎直平面上，在力F的推動下，木楔A沿斜面以恒定的加速度a向上滑動，則F的大小為（）圖16）FAABCDFDCBAF圖17（3）（2002年春季，16題）如圖17所示，四個(gè)選項(xiàng)的圖中，木塊均在固定的斜面上運(yùn)動，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的

20、，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的F為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動，圖C中的木塊向上運(yùn)動，在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒的是（）圖18（4）（2004年全國，甘肅、青海，19題）如圖18所示，在傾角為的固定光滑斜面上，有一用繩子拴著的長木板，木板上站著一只貓已知木板的質(zhì)量是貓的質(zhì)量的2倍當(dāng)繩子突然斷開時(shí)，貓立即沿著板向上跑，以保持其相對斜面的位置不變則此時(shí)木板沿斜面下滑的加速度為（ ）ABCD2（5）（2004年春季，17題）圖19中a、b是兩個(gè)位于固定斜面上的正方形物塊，它們的質(zhì)量相等F是沿水平方向作用于a上的外力已知a、b的接觸面，a、b與斜面的

21、接觸面都是光滑的正確的說法是（）Fab圖19Aa、b一定沿斜面向上運(yùn)動Ba對b的作用力沿水平方向Ca、b對斜面的正壓力相等Da受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力CAB圖20（6）（2000年上海，5題）物體B放在物體A上，A、B的上下表面均與斜面平行（如圖20），當(dāng)兩者以相同的初速度靠慣性沿光滑固定斜面C向上做勻減速運(yùn)動時(shí)（ ）AA受到B的摩擦力沿斜面方向向上BA受到B的摩擦力沿斜面方向向下CA、B之間的摩擦力為零DA、B之間是否存在摩擦力取決于A、B表面的性質(zhì)RFh）baB圖21（7）（1994年上海，5題）兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有

22、電阻R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計(jì)斜面處在一勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向上質(zhì)量為m、電阻可不計(jì)的金屬棒ab，在沿著斜面、與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度，如圖21所示在這過程中（）A作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零B作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和C恒力F與安培力的合力所做的功等于零D恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱（8）（2000全國理綜，22題）如圖22示，DO是水平面，AB是斜面，初速為v0的物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DBA滑動到頂點(diǎn)A時(shí)速度剛好為零，如果斜面改為AC，讓該物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DCA滑動到A點(diǎn)且速度

23、剛好為零，則物體具有的初速度（已知物體與路面之間的動摩擦因數(shù)處處相同且不為零）（）DCBOA圖22A大于v0 B等于v0 C小于v0 D取決于斜面的傾角2非選擇題圖23（9）（1995年上海，5題）如圖23所示，一細(xì)線的一端固定于傾角為45的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球當(dāng)滑塊至少以加速度a=向左運(yùn)動時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力等于零當(dāng)滑塊以a=2g的加速度向左運(yùn)動時(shí)，線中拉力F=圖24)MmCBA（10）（1994年全國，30題）如圖 24所示，質(zhì)量 M=10kg的木楔ABC靜置于粗糙水平地面上，木楔與地面間的動摩擦因數(shù)=002，在木楔的傾角為30的斜面上，有一質(zhì)量m=10

24、kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)滑行路程s=14m時(shí)，其速度v=14m/s在這過程中木楔沒有動求地面對木楔的摩擦力的大小和方向(g取10m/s2)B37（AC圖25（11）在海濱樂場里有一種滑沙的游樂活動如圖25所示，人坐在滑板上從斜坡的高處A點(diǎn)由靜止開始滑下，滑到斜坡底端B點(diǎn)后沿水平的滑道再滑行一段距離到C點(diǎn)停下來若某人和滑板的總質(zhì)量m=600kg，滑板與斜坡滑道和水平滑道的動摩擦因數(shù)均為=050，斜坡的傾角=37（sin37=06，cos37=08），斜坡與水平滑道間是平滑連接的，整個(gè)運(yùn)動過程中空氣阻力忽略不計(jì)，重力加速度g取10m/s2從斜坡滑下的加速度為多大？由于場地的限制，水平滑道

25、的最大距離BC為L=200m，則人在斜坡上滑下的距離AB應(yīng)不超過多少？（OBAO圖26（12）如圖26所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中，有一足夠長的絕緣細(xì)棒OO在豎直面內(nèi)垂直磁場方向放置，細(xì)棒與水平面夾角為一質(zhì)量為m、帶電量為+q的圓環(huán)A套在OO棒上，圓環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)為，且tan現(xiàn)讓圓環(huán)A由靜止開始下滑，試問圓環(huán)在下滑過程中：圓環(huán)A的最大加速度為多大？獲得最大加速度時(shí)的速度為多大？圓環(huán)A能夠達(dá)到的最大速度為多大？（13）帶負(fù)電的小物體A在傾角為的絕緣斜面上，整個(gè)斜面處于范圍足夠大、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中，如圖27所示物體A的質(zhì)量為m，電荷量為-q，與斜面間的動摩擦因數(shù)為，它在電場

26、中受到的電場力的大小等于重力的一半物體A在斜面上由靜止開始下滑，經(jīng)時(shí)間t后突然在斜面區(qū)域加上范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁場方向與電場強(qiáng)度方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，此后物體A沿斜面繼續(xù)下滑距離L后離開斜面EA）圖27分析物體A在斜面上的運(yùn)動情況，說明理由物體A在斜面上運(yùn)動過程中有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？（結(jié)果用字母表示）dc）abB圖28）（14）如圖28所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌間的距離為04 m，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角37，磁感應(yīng)強(qiáng)度為05 T的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面斜向上，兩根電阻均為1 、重均為01 N的金屬桿ab、cd水平地放在導(dǎo)軌上，桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為03，導(dǎo)軌的電阻可以忽略為使ab桿

27、能靜止在導(dǎo)軌上，必須使cd桿以多大的速率沿斜面向上運(yùn)動?圖29（15）（2001年上海，23題）如圖29所示，光滑斜面的底端a與一塊質(zhì)量均勻、水平放置的平板光滑相接，平板長為2L，L1m，其中心C固定在高為R的豎直支架上，R1m，支架的下端與垂直于紙面的固定轉(zhuǎn)軸O連接，因此平板可繞轉(zhuǎn)軸O沿順時(shí)針方向翻轉(zhuǎn)，問：在斜面上離平板高度為h0處放置一滑塊A，使其由靜止滑下，滑塊與平板間的動摩擦因數(shù)=02為使平板不翻轉(zhuǎn)，h0最大為多少？如果斜面上的滑塊離平板的高度為h1=045m，并在h1處先后由靜止釋放兩塊質(zhì)量相同的滑塊A、B，時(shí)間間隔為t=02s，則B滑塊滑上平板后多少時(shí)間，平板恰好翻轉(zhuǎn)（重力加速度g

28、取10ms2）參考解答（1）BC解析設(shè)斜面對物體的正壓力為FN，對物體的摩擦力為Ff將加速度沿于斜面方向和垂直于斜面方向分解，分別在這兩個(gè)方向上應(yīng)用牛頓第二定律，得FNmgcosmacos，所以FNmgcosmacos， Ffmgsinmasin，得Ffmgsinmasin， 由式知，一定時(shí)，a越大，F(xiàn)N越大；a一定時(shí)，越大，F(xiàn)N越小；由式知，一定時(shí)，a越大，F(xiàn)f越大；a一定時(shí)，越大，F(xiàn)f越大（2）C 解析將物體所受各力沿斜面方向和垂直斜面方向正交分解，由牛頓第二定律，沿斜面方向有FcosFfmgsinma，在垂直斜面方向上有FNmgcosFsin，而FfFn，聯(lián)立以上三式即可（3）C解析根據(jù)

29、機(jī)械能守恒條件，只有重力做功的情況下，物體的機(jī)械能才能保持守恒，可見，A、B中均有外力F做功，D中有摩擦力做功，故A、B、D均不符合機(jī)械能守恒的條件，故C項(xiàng)正確（4）C解析當(dāng)繩子突然斷開，貓保持其相對斜面的位置不變，即相對地面的位置不變，故貓可視為靜止?fàn)顟B(tài)以貓和木板整體為研究對象，系統(tǒng)重力的下滑分力為合外力設(shè)貓的質(zhì)量為m，由牛頓第二定律有3mgsin2mga,得木板加速度a，所以C選項(xiàng)正確（5）D解析因?yàn)镕大小未知，故兩物塊是向上還是向下運(yùn)動難以確定，故A錯(cuò)；分析a、b的受力情況可知B、C錯(cuò)；因接觸面光滑，且a、b質(zhì)量相等，無論F多大，兩物塊都有相同的加速度，故a、b受到相同的合外力，無論是哪

30、個(gè)方向，故D項(xiàng)正確（6）C解析因斜面光滑，且A、B表面平行有，故A、B有相同的加速度，又因?yàn)槌跛俣纫蚕嗤?，故A、B間無相對運(yùn)動趨勢，故C項(xiàng)正確（7）AD解析導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時(shí)，外力F做正功，重力、安培力對導(dǎo)體棒做負(fù)功由動能定理，各力做功的代數(shù)和等于導(dǎo)體棒動能的增量，導(dǎo)體勻速運(yùn)動，所以各力做功的代數(shù)和為零，選項(xiàng)A正，而BC錯(cuò)誤；由于克服安培力做的功等于電阻R的焦耳熱Q，由動能定理知（設(shè)外力F做功為WF，克服重力做功為WG，克服安培力做功為W安）WFWGW安0，因此焦耳熱QW安WFWG選項(xiàng)D也正確（8）B解析設(shè)與水平面的夾角為，則此時(shí)摩擦力做功同理，斜面改為AC時(shí)，設(shè)與水平面的夾角為，摩擦力做功，在

31、不考慮物體經(jīng)過B點(diǎn)的碰撞時(shí)，兩種情況下摩擦力做功相同，因此物體從D點(diǎn)出發(fā)時(shí)應(yīng)具有相同的初速度選項(xiàng)B正確（9）g，解析當(dāng)小球?qū)瑝K的壓力剛好等于零時(shí)，小球只受重力mg和沿斜面向上的拉力F0作用對小球在水平方向上由牛頓第二定律有，得加速度；當(dāng)a=2g時(shí)，繩子拉力F的水平分力將增大，即繩與水平方向的夾角（設(shè)為）將減小， 在水平方向上有Fcosm(2g)，在豎直方向上有Fsinmg，將兩式兩端平方然后相加，整理得（10）061N，方向：水平向左解析由勻加速運(yùn)動公式v2v022as，得物塊沿斜面下滑的加速度為m/s2，F(xiàn)N2Mg圖30FN1Ff1Ff2M由于agsin=5m/s2，可知物塊受到摩擦力作用

32、分析物塊受力,它受三個(gè)力，豎直向下的重力mg、沿斜面向上的摩擦力Ff1和垂直于斜面向上的支持力FN1由牛頓第二定律，有mgsinFf1ma，mgcosFN10分析木楔受力，它受五個(gè)力作用，斜面受到重力Mg，物塊施于的彈力木FN1，摩擦力Ff1，地面施加的彈力FN2，摩擦力Ff2(設(shè)方向水平向左)，受力情況如圖30 所示在水平方向，由牛頓第二定律，有Ff2Ff1cosFN1sin0，由牛頓第三定律知FN1 FN1，F(xiàn)f1=Ff1，解上述方程可得地面對斜面的摩擦力Ff2FN1sinFf1cosmgcossin(mgsinma)cos macos061(N)，方向：水平向左（11）20m/s2，50m解析人和滑板在斜坡上受重力，支持力和摩擦力作用而做勻加速運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律有mgsin37mgcos37=ma，解得a=g(sin37mgcos37)=20m/s2設(shè)允許斜坡的最大