高三物理專題《斜面專題》

1、德惠市實驗中學(xué)高三物理組德惠市實驗中學(xué)高三物理組 宋兆吉宋兆吉命題潛規(guī)則命題潛規(guī)則 歷歷年高考中，斜面問題都是一個熱點，尤其年高考中，斜面問題都是一個熱點，尤其是在靜止的斜面上放一個靜止或運動的物體的模是在靜止的斜面上放一個靜止或運動的物體的模型居多，涉及這個模型的問題中有一類問題往往型居多，涉及這個模型的問題中有一類問題往往需要用到整體或隔離的方法。需要用到整體或隔離的方法。 高高考中斜面是千變?nèi)f化的，既可能光滑，也考中斜面是千變?nèi)f化的，既可能光滑，也可能粗糙；既可能固定，也可能運動；可能變速，可能粗糙；既可能固定，也可能運動；可能變速，也可能勻速；既可能是一個斜面，也可能是多個也可能勻速；

2、既可能是一個斜面，也可能是多個斜面。求解斜面問題，受力分析是關(guān)鍵，尤其是斜面。求解斜面問題，受力分析是關(guān)鍵，尤其是斜面對物體（或物體對斜面）的作用力。斜面對物體（或物體對斜面）的作用力。例例1.（2011安徽卷）一質(zhì)量為安徽卷）一質(zhì)量為m的物體恰好在傾角為的物體恰好在傾角為的斜面上的斜面上勻速下滑，現(xiàn)對物塊施加一個豎直向下的恒力勻速下滑，現(xiàn)對物塊施加一個豎直向下的恒力F，如圖所示，如圖所示，則物塊（則物塊（ ）A.仍勻速下滑仍勻速下滑B.加速下滑加速下滑C.減速下滑減速下滑D.不確定下滑方式不確定下滑方式正確選項正確選項 Acossinmgmgcos)(sin)(FmgFmg變式變式1.一質(zhì)量

3、為一質(zhì)量為m的物體在傾角為的物體在傾角為的斜面上加速下滑，的斜面上加速下滑，現(xiàn)在物塊內(nèi)再放一物體再放于斜面上現(xiàn)在物塊內(nèi)再放一物體再放于斜面上, 那么這個整體那么這個整體將將_, 如果對物塊施加一個豎直向下的恒力如果對物塊施加一個豎直向下的恒力F，如圖所示，則物塊將如圖所示，則物塊將_。mamgmgcossin/000)(cos)(sin)(ammgmmggmmg/cos)(sin)(maFmgFmg變式變式2.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的物體在傾角為的物體在傾角為的質(zhì)量為的質(zhì)量為M斜面上斜面上勻速下滑而斜面靜止不動，則地面對斜面的摩擦力大勻速下滑而斜面靜止不動，則地面對斜面的摩擦力大小和方向？小和方向

4、？sincosNFfsincosNFffmgNFf0fNFff變式變式3.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的物體在傾角為的物體在傾角為的質(zhì)量為的質(zhì)量為M斜面上斜面上勻速下滑而斜面靜止不動，如果在物體上再加一平行勻速下滑而斜面靜止不動，如果在物體上再加一平行斜面向下力斜面向下力F，求地面對斜面的摩擦力？，求地面對斜面的摩擦力？sincosNNsincos/ NNNFf加加F后后0fsincosNFf加加F后后,N與與Ff沒受影響，沒受影響，故上式仍成立，那么地故上式仍成立，那么地面對斜面無摩擦。面對斜面無摩擦。如果所加力如果所加力F豎直向下呢？豎直向下呢？因此仍因此仍如果所加力如果所加力F任意方向呢？任意方向

5、呢？例例2.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的物體能在傾角為的物體能在傾角為的質(zhì)量為的質(zhì)量為M斜面上斜面上加速下滑而斜面靜止不動，則地面對斜面的摩擦力大加速下滑而斜面靜止不動，則地面對斜面的摩擦力大小和方向？小和方向？mamgmgcossincosmaf sincoscoscosmgmgf整體法整體法隔離法隔離法mgNFfNFff變式變式1.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的物體能在傾角為的物體能在傾角為的質(zhì)量為的質(zhì)量為M斜面斜面上加速下滑而斜面靜止不動，如果在物體上加一平行上加速下滑而斜面靜止不動，如果在物體上加一平行斜面向下力斜面向下力F，則地面對斜面的摩擦力大小和方向？，則地面對斜面的摩擦力大小和方向？sincos

6、coscosmgmgfmgNFfNFff如果所加力如果所加力F豎直向下呢？豎直向下呢？sincos)(coscos)(/FmgFmgf0)coscossin(cosmgf加平行斜面力不影響物體對斜面的力。加平行斜面力不影響物體對斜面的力。0)coscossin)(cos(/Fmgf例例3.如圖所示，將一箱蘋果無初速放在傾角為如圖所示，將一箱蘋果無初速放在傾角為上（斜面可能粗上（斜面可能粗糙，也可能光滑），這箱蘋果將下滑，在箱子正中央夾有一只糙，也可能光滑），這箱蘋果將下滑，在箱子正中央夾有一只質(zhì)量為質(zhì)量為m的蘋果，它受到周圍蘋果對它的作用力的方向什么方的蘋果，它受到周圍蘋果對它的作用力的方向什

7、么方向？向？變式題變式題1.懸掛有物體的小車在斜面上滑行懸掛有物體的小車在斜面上滑行(如圖所示如圖所示)：(1)向下的加速度向下的加速度agsin時，懸繩穩(wěn)定時將時，懸繩穩(wěn)定時將_；(2)向下的加速度向下的加速度agsin時，懸繩穩(wěn)定時將時，懸繩穩(wěn)定時將_；(3)向下的加速度向下的加速度agsin時，懸繩將時，懸繩將_ 將垂直斜面將垂直斜面偏離垂直方向向上偏離垂直方向向上偏離垂直方向向下偏離垂直方向向下變式題變式題2.在傾角在傾角30的斜面上的斜面上,一輛動力小車沿斜面下滑一輛動力小車沿斜面下滑,在小車下滑的過程在小車下滑的過程中中,小車支架上連接著小球的輕繩恰好水平。已知小球的質(zhì)量為小車支架

8、上連接著小球的輕繩恰好水平。已知小球的質(zhì)量為m，則小車，則小車運動的加速度大小多大？繩對小球的拉力大小多大？運動的加速度大小多大？繩對小球的拉力大小多大？mamg030sinmgmgT330cot0ga2 例例4.如圖（如圖（a）所示，木板）所示，木板OA可繞軸可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，某研究在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，某研究小組利用此裝置探索物塊在方向始終平行于斜面、大小為小組利用此裝置探索物塊在方向始終平行于斜面、大小為F8N的力作用下加速度與斜面傾角的關(guān)系。已知物塊的質(zhì)量的力作用下加速度與斜面傾角的關(guān)系。已知物塊的質(zhì)量m1kg，通過通過DIS實驗，得到如圖（實驗，得到如圖（b）所示的加速度與斜面傾

9、角的關(guān)系圖）所示的加速度與斜面傾角的關(guān)系圖線。若物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為線。若物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.2，假定物塊與木板間的最，假定物塊與木板間的最大靜摩擦力始終等于滑動摩擦力，大靜摩擦力始終等于滑動摩擦力，g取取10m/s2。試問：。試問： （1）圖（）圖（b）中圖線與縱坐標交點）中圖線與縱坐標交點ao多大？多大？ （2）圖（）圖（b）中圖線與）中圖線與軸交點坐標軸交點坐標分別為分別為1和和2，木板處于該兩個角度，木板處于該兩個角度時的摩擦力指向何方？說明在斜面傾時的摩擦力指向何方？說明在斜面傾角處于角處于1和和2之間時物塊的運動狀態(tài)。之間時物塊的運動狀態(tài)。 （3）如果木板長）如果木

10、板長L2m，傾角為，傾角為37，物塊在物塊在F的作用下由的作用下由O點開始運動，為保點開始運動，為保證物塊不沖出木板頂端，力證物塊不沖出木板頂端，力F最多作用多最多作用多長時間？（取長時間？（取sin370.6，cos370.8） 析：作用時間最長時，物塊恰好運析：作用時間最長時，物塊恰好運動到頂端速度為動到頂端速度為0。設(shè)。設(shè)F作用的位移作用的位移為為s，由動能定理得，由動能定理得037sin37cos00mgLLmgFsmamgmgF0037sin37cos221ats 219ts所以所以練習(xí)練習(xí)1.如圖所示，重球如圖所示，重球P用一根不可伸長的細線栓住，線的另用一根不可伸長的細線栓住，線

11、的另一端固定在一端固定在O點，點，Q為一楔形木塊，為一楔形木塊，P與與Q的粗糙斜面接觸，的粗糙斜面接觸，當用水平力當用水平力F向左推向左推Q時，時，Q沿光滑的水平面勻速向左移動，沿光滑的水平面勻速向左移動，在此過程中（在此過程中（ ） A摩擦力對摩擦力對P不做功不做功 B摩擦力對摩擦力對P做負功做負功 CQ對對P所做的功和所做的功和P對對Q所做的功的絕對值相等所做的功的絕對值相等 DF對對Q所做的功和所做的功和P對對Q所做的功的絕對值相等所做的功的絕對值相等正確答案：正確答案：D練習(xí)練習(xí)2.如圖所示，傾角為如圖所示，傾角為的光滑斜面固定在水平地面上，質(zhì)的光滑斜面固定在水平地面上，質(zhì)量為量為m的

12、物塊的物塊A疊放在物體疊放在物體B上，物體上，物體B的上表面水平。當?shù)纳媳砻嫠?。當A隨隨B一起沿斜面下滑時，一起沿斜面下滑時，A、B保持相對靜止。求保持相對靜止。求B對對A的支持力的支持力和摩擦力和摩擦力 .singa sinmaNmgmgNfcos maf練習(xí)練習(xí)3.斜面、地面均光滑，斜面、地面均光滑，m放在斜面上，要想保持放在斜面上，要想保持m與與M相對靜止，求水平推力相對靜止，求水平推力F多大？多大？拓展拓展1：如果斜面與：如果斜面與m之間不光滑，動摩擦因數(shù)為之間不光滑，動摩擦因數(shù)為，物體與斜面間沒有摩，物體與斜面間沒有摩擦力時推力擦力時推力F應(yīng)該多大？應(yīng)該多大？拓展拓展2：如果斜面與

13、：如果斜面與m之間不光滑，動摩擦因數(shù)為之間不光滑，動摩擦因數(shù)為，推力，推力F最大多大？最大多大？tanga tan)(gmMF拓展1.拓展2.tan)(gmMFsincosNNFmgFaxmNNmaFFcossinmax)(amMFaxm練習(xí)練習(xí)4.如右圖所示，小木塊放在傾角如右圖所示，小木塊放在傾角斜面上，它受到一個水平向右的斜面上，它受到一個水平向右的力力F（F0）的作用下處于靜止狀態(tài)，以豎直向上為）的作用下處于靜止狀態(tài)，以豎直向上為y軸正向，則小木塊軸正向，則小木塊受到斜面的支持力與摩擦力的合力的方向可能是（受到斜面的支持力與摩擦力的合力的方向可能是（ ）A.沒沒y軸正向軸正向B.向右上

14、方，與向右上方，與y軸夾角小于軸夾角小于C.向左上方，與向左上方，與y軸夾角小于軸夾角小于D.向左上方，與向左上方，與y軸夾角大于軸夾角大于正確答案：正確答案：CD練習(xí)練習(xí)5.（2012年鹽城）如圖，斜劈年鹽城）如圖，斜劈A靜止放置在水平地面上。質(zhì)量為靜止放置在水平地面上。質(zhì)量為m的物的物體體B在外力在外力F1和和F2的共同作用下沿斜劈表面向下運動。當?shù)墓餐饔孟卵匦迸砻嫦蛳逻\動。當F1方向水平向右，方向水平向右，F(xiàn)2方向沿斜劈的表面向下時斜劈受到地面的摩擦力方向向左。則下列說法方向沿斜劈的表面向下時斜劈受到地面的摩擦力方向向左。則下列說法中正確的是（中正確的是（ ）A.若同時撤去若同時撤去

15、F1和和F2，物體，物體B的加速度方向一定沿斜面向下的加速度方向一定沿斜面向下B.若只撤去若只撤去F1，在物體，在物體B仍向下運動的過程中，仍向下運動的過程中，A所受到地面摩擦力方向可所受到地面摩擦力方向可能向右能向右C.若只撤去若只撤去F2，在物體，在物體B仍向下運動的過程中，仍向下運動的過程中，A所受到地面摩擦力方向可所受到地面摩擦力方向可能向右能向右D.若只撤去若只撤去F2，在物體，在物體B仍向下運動的過程中，仍向下運動的過程中，A所受地面摩擦力的方向不所受地面摩擦力的方向不變變NNfcossinNNcossin 命題潛規(guī)則命題潛規(guī)則 歷歷年高考中，斜面問題都是一個熱點，尤其年高考中，斜

16、面問題都是一個熱點，尤其是在靜止的斜面上放一個靜止或運動的物體的模是在靜止的斜面上放一個靜止或運動的物體的模型居多，涉及這個模型的問題中有一類問題往往型居多，涉及這個模型的問題中有一類問題往往需要用到整體或隔離的方法。需要用到整體或隔離的方法。 高高考中斜面是千變?nèi)f化的，既可能光滑，也考中斜面是千變?nèi)f化的，既可能光滑，也可能粗糙；既可能固定，也可能運動；可能變速，可能粗糙；既可能固定，也可能運動；可能變速，也可能勻速；既可能是一個斜面，也可能是多個也可能勻速；既可能是一個斜面，也可能是多個斜面。求解斜面問題，受力分析是關(guān)鍵，尤其是斜面。求解斜面問題，受力分析是關(guān)鍵，尤其是斜面對物體（或物體對斜

17、面）的作用力。斜面對物體（或物體對斜面）的作用力。例例1.（2011安徽卷）一質(zhì)量為安徽卷）一質(zhì)量為m的物體恰好在傾角為的物體恰好在傾角為的斜面上的斜面上勻速下滑，現(xiàn)對物塊施加一個豎直向下的恒力勻速下滑，現(xiàn)對物塊施加一個豎直向下的恒力F，如圖所示，如圖所示，則物塊（則物塊（ ）A.仍勻速下滑仍勻速下滑B.加速下滑加速下滑C.減速下滑減速下滑D.不確定下滑方式不確定下滑方式正確選項正確選項 Acossinmgmgcos)(sin)(FmgFmg變式變式1.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的物體在傾角為的物體在傾角為的斜面上加速下滑，的斜面上加速下滑，現(xiàn)在物塊內(nèi)再放一物體再放于斜面上現(xiàn)在物塊內(nèi)再放一物體再放于斜

18、面上, 那么這個整體那么這個整體將將_, 如果對物塊施加一個豎直向下的恒力如果對物塊施加一個豎直向下的恒力F，如圖所示，則物塊將如圖所示，則物塊將_。mamgmgcossin/000)(cos)(sin)(ammgmmggmmg/cos)(sin)(maFmgFmg變式變式2.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的物體在傾角為的物體在傾角為的質(zhì)量為的質(zhì)量為M斜面上斜面上勻速下滑而斜面靜止不動，則地面對斜面的摩擦力大勻速下滑而斜面靜止不動，則地面對斜面的摩擦力大小和方向？小和方向？sincosNFfsincosNFffmgNFf0fNFff變式變式3.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的物體在傾角為的物體在傾角為的質(zhì)量為的質(zhì)量為

19、M斜面上斜面上勻速下滑而斜面靜止不動，如果在物體上再加一平行勻速下滑而斜面靜止不動，如果在物體上再加一平行斜面向下力斜面向下力F，求地面對斜面的摩擦力？，求地面對斜面的摩擦力？sincosNNsincos/ NNNFf加加F后后0fsincosNFf加加F后后,N與與Ff沒受影響，沒受影響，故上式仍成立，那么地故上式仍成立，那么地面對斜面無摩擦。面對斜面無摩擦。如果所加力如果所加力F豎直向下呢？豎直向下呢？因此仍因此仍如果所加力如果所加力F任意方向呢？任意方向呢？例例2.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的物體能在傾角為的物體能在傾角為的質(zhì)量為的質(zhì)量為M斜面上斜面上加速下滑而斜面靜止不動，則地面對斜面的摩擦力

20、大加速下滑而斜面靜止不動，則地面對斜面的摩擦力大小和方向？小和方向？mamgmgcossincosmaf sincoscoscosmgmgf整體法整體法隔離法隔離法mgNFfNFff變式變式1.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的物體能在傾角為的物體能在傾角為的質(zhì)量為的質(zhì)量為M斜面斜面上加速下滑而斜面靜止不動，如果在物體上加一平行上加速下滑而斜面靜止不動，如果在物體上加一平行斜面向下力斜面向下力F，則地面對斜面的摩擦力大小和方向？，則地面對斜面的摩擦力大小和方向？sincoscoscosmgmgfmgNFfNFff如果所加力如果所加力F豎直向下呢？豎直向下呢？sincos)(coscos)(/FmgFmgf0

21、)coscossin(cosmgf加平行斜面力不影響物體對斜面的力。加平行斜面力不影響物體對斜面的力。0)coscossin)(cos(/Fmgf例例3.如圖所示，將一箱蘋果無初速放在傾角為如圖所示，將一箱蘋果無初速放在傾角為上（斜面可能粗上（斜面可能粗糙，也可能光滑），這箱蘋果將下滑，在箱子正中央夾有一只糙，也可能光滑），這箱蘋果將下滑，在箱子正中央夾有一只質(zhì)量為質(zhì)量為m的蘋果，它受到周圍蘋果對它的作用力的方向什么方的蘋果，它受到周圍蘋果對它的作用力的方向什么方向？向？變式題變式題1.懸掛有物體的小車在斜面上滑行懸掛有物體的小車在斜面上滑行(如圖所示如圖所示)：(1)向下的加速度向下的加速度

22、agsin時，懸繩穩(wěn)定時將時，懸繩穩(wěn)定時將_；(2)向下的加速度向下的加速度agsin時，懸繩穩(wěn)定時將時，懸繩穩(wěn)定時將_；(3)向下的加速度向下的加速度agsin時，懸繩將時，懸繩將_ 將垂直斜面將垂直斜面偏離垂直方向向上偏離垂直方向向上偏離垂直方向向下偏離垂直方向向下變式題變式題2.在傾角在傾角30的斜面上的斜面上,一輛動力小車沿斜面下滑一輛動力小車沿斜面下滑,在小車下滑的過程在小車下滑的過程中中,小車支架上連接著小球的輕繩恰好水平。已知小球的質(zhì)量為小車支架上連接著小球的輕繩恰好水平。已知小球的質(zhì)量為m，則小車，則小車運動的加速度大小多大？繩對小球的拉力大小多大？運動的加速度大小多大？繩對小

23、球的拉力大小多大？mamg030sinmgmgT330cot0ga2 例例4.如圖（如圖（a）所示，木板）所示，木板OA可繞軸可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，某研究在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，某研究小組利用此裝置探索物塊在方向始終平行于斜面、大小為小組利用此裝置探索物塊在方向始終平行于斜面、大小為F8N的力作用下加速度與斜面傾角的關(guān)系。已知物塊的質(zhì)量的力作用下加速度與斜面傾角的關(guān)系。已知物塊的質(zhì)量m1kg，通過通過DIS實驗，得到如圖（實驗，得到如圖（b）所示的加速度與斜面傾角的關(guān)系圖）所示的加速度與斜面傾角的關(guān)系圖線。若物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為線。若物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.2，假定物塊與木板間的最，

24、假定物塊與木板間的最大靜摩擦力始終等于滑動摩擦力，大靜摩擦力始終等于滑動摩擦力，g取取10m/s2。試問：。試問： （1）圖（）圖（b）中圖線與縱坐標交點）中圖線與縱坐標交點ao多大？多大？ （2）圖（）圖（b）中圖線與）中圖線與軸交點坐標軸交點坐標分別為分別為1和和2，木板處于該兩個角度，木板處于該兩個角度時的摩擦力指向何方？說明在斜面傾時的摩擦力指向何方？說明在斜面傾角處于角處于1和和2之間時物塊的運動狀態(tài)。之間時物塊的運動狀態(tài)。 （3）如果木板長）如果木板長L2m，傾角為，傾角為37，物塊在物塊在F的作用下由的作用下由O點開始運動，為保點開始運動，為保證物塊不沖出木板頂端，力證物塊不沖出

25、木板頂端，力F最多作用多最多作用多長時間？（取長時間？（取sin370.6，cos370.8） 析：作用時間最長時，物塊恰好運析：作用時間最長時，物塊恰好運動到頂端速度為動到頂端速度為0。設(shè)。設(shè)F作用的位移作用的位移為為s，由動能定理得，由動能定理得037sin37cos00mgLLmgFsmamgmgF0037sin37cos221ats 219ts所以所以練習(xí)練習(xí)1.如圖所示，重球如圖所示，重球P用一根不可伸長的細線栓住，線的另用一根不可伸長的細線栓住，線的另一端固定在一端固定在O點，點，Q為一楔形木塊，為一楔形木塊，P與與Q的粗糙斜面接觸，的粗糙斜面接觸，當用水平力當用水平力F向左推向左

26、推Q時，時，Q沿光滑的水平面勻速向左移動，沿光滑的水平面勻速向左移動，在此過程中（在此過程中（ ） A摩擦力對摩擦力對P不做功不做功 B摩擦力對摩擦力對P做負功做負功 CQ對對P所做的功和所做的功和P對對Q所做的功的絕對值相等所做的功的絕對值相等 DF對對Q所做的功和所做的功和P對對Q所做的功的絕對值相等所做的功的絕對值相等正確答案：正確答案：D練習(xí)練習(xí)2.如圖所示，傾角為如圖所示，傾角為的光滑斜面固定在水平地面上，質(zhì)的光滑斜面固定在水平地面上，質(zhì)量為量為m的物塊的物塊A疊放在物體疊放在物體B上，物體上，物體B的上表面水平。當?shù)纳媳砻嫠健．擜隨隨B一起沿斜面下滑時，一起沿斜面下滑時，A、B保持相對靜止。求保持相對靜止。求B對對A的支持力的支持力和摩擦力和摩擦力 .singa sinmaNmgmgNfcos maf練習(xí)練習(xí)3.斜面、地面均光滑，斜面、地面均光滑，m放在斜面上，要想保持放在斜面上，要想保持m與與M相對靜止，求水平推力相對靜止，求水平推力F多大？多大？拓展拓展1：如果斜面與：如果斜面與m之間不光滑，動摩擦因數(shù)為之間不光滑，動摩擦因數(shù)為，物體與斜面間沒有摩，物體與斜面間沒有摩擦力時推力