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最新高中物理斜面问题分类含答案
高中物理斜面问题分类
一、静力学
1.如图所示,质量为m的木块A放在斜面体B上,若A和B沿水平方向以相同的速度v0一起向左做匀速直线运动,则A和B之间的相互作用力大小为()
A.mgB.mgsinC.mgcosD.0
答案:
A
2.质量为m的球置于倾角为的光滑面上,被与斜面垂直的光滑挡板挡着,如图所示.当挡板从图示位置缓缓做逆时针转动至水平位置的过程中,挡板对球的弹力N1和斜
面对球的弹力N2的变化情况是()
A.N1增大B.N1先减小后增大
C.N2增大D.N2减少答案:
AD
3.如图所示,在倾角为300的粗糙斜面上有一重为G的物体,
恰好能使它做匀速直线运动。
物体与斜面之间的动摩擦因数为(
2366
A.B.C.D.
2336
答案:
C
4.如图所示,在一块长木板上放一铁块,当把长木板从水平位置绕A端缓慢抬起时,铁块所受的摩
擦力()
A.随倾角的增大而减小
B.开始滑一动前,随倾角的增大而增大,滑动后,随倾角的增大而减小
C.开始滑动前,随倾角的增大而减小,滑动后,随倾角的增大而增大
D.开始滑动前保持不变,滑动后,随倾角的增大而减小
答案:
B
5.如图所示,斜面体P放在水平面上,物体Q放在斜面上.Q受一水平作用力F,Q和P都静止.这
答案:
C
6.如图所示,物体B叠放在物体A上,A、B的质量均为m,且上、下表面均与斜面平行,它们以共同速度沿倾角为的固定斜面C匀速下滑,则()
A.A、B间没有静摩擦力B.A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上
C.A受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsin
D.A与斜面间的动摩擦因数,=tan
答案:
D
7.如图所示,光滑导轨倾斜放置,其下端连接一个灯泡,匀强磁场垂直于导线所在平面,当ab棒下滑到
稳定状态时,小灯泡获得的功率为P0,除灯泡外,其它电阻不计,要使灯泡的功率变为2P0,下列措施
正确的是(AC)
A.换一个电阻为原来2倍的灯泡
B.把磁感应强度B增为原来的2倍C.换一根质量为原来2倍的金属棒
D.把导轨间的距离增大为原来的2
8、在倾角为α的光滑斜面上,放一根通电导线AB,电流的方向为A→B,AB长为L,质量为m,放置时与水平面平行,如图所示。
将磁感应强度大小为B的磁场竖
直向上加在导线所在处,此时导线静止,那么导线中的电流多大?
如果导线与斜面有摩擦,动摩擦因数为μ,为使导线保持静止,电流I应为多大?
(μ 解析: 在分析这类问题时,由于B、I和安培力F的方向不在同一平面内,一般情况下题目中所给的原图均为立体图,在立体图中进行受力分析容易出错,因此画受力图时应首先将立体图平面化.本题中棒AB所受重力mg、支持力FN和安培力F均在同一竖直面内,受力分析如图所示: 由于AB静止不动,所以 ② 由①②得导线中电流 如果存在摩擦,问题就复杂得多了: 当电流 时,AB有向下滑的趋势,静摩擦力沿斜面向上,临 界状态时静摩擦力达到最大值;当电流 时,AB有向上滑的趋势,静摩擦力沿斜面向 下,临界状态时。 第一种临界情况,由平衡条件得: 沿斜面方向 垂直于斜面方向 由③④⑤得, 第二种情况,同理可列方程 由⑥⑦⑧得, 所求条件为: 点评: 解此类题的关键是: 正确画出便于分析的平面受力图。 深化: (1)题目中所给的条件μ 若μ>tanα会出现什么情况? 提示: μ 所以为使导体静止,导体中 的电流有一最小值,即。 若μ>tanα,则mgsinα<μmgcosα,则即使I=0,导体也能 静止,即电流的取值范围为 2)若磁场B的方向变为垂直斜面向上,本题答案又如何? 提示: 若磁场B的方向变为垂直斜面向上,则安培力沿斜面向上。 对导体捧将要沿斜面下滑的情况,由平衡条件得: 所以,在磁场B与斜面垂直时,为使导体静止,电流的取值范围为: 9.(东城区2008—2009学年度第一学期期末教学目标检测)19.(8分)如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面 夹角θ=37o,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导 轨所在平面的匀强磁场。 金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ωθ 的直流电源。 现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。 导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的 两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2。 已知sin37o=0.60,cos37o=0.80,求: (1)通过导体棒的电流; (2)导体棒受到的安培力大小;(3)导体棒受到的摩擦力大小。 19.(8分)分析和解: (1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路,根据闭合电路欧姆定律有: 2)导体棒受到的安培力: F安=BIL=0.30N⋯⋯⋯⋯(2分) 3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mgsin37o=0.24N 由于F1小于安培力,故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f⋯⋯⋯⋯(1分) 根据共点力平衡条件 mgsin37o+f=F安⋯⋯⋯⋯(1分) 解得: f=0.06N⋯⋯⋯⋯(1分) 2.如图所示,质量为M的木板放在倾角为的光滑斜面上,质量为m的人在木板上跑,假如脚与板接触处不打滑. (1)要保持木板相对斜面静止,人应以多大的加速度朝什么方向跑动? (2)要保持人相对于斜面的位置不变,人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向运动? 解 (1)要保持木板相对斜面静止,木板要受到沿斜面向上的摩擦力与木板的下滑力平衡,即 MgsinF 根据作用力与反作用力的性质可知,人受到木板对他沿斜面向下的摩擦力,所以人受到的合力为 方向沿斜面向下. (2)要保持人相对于斜面的位置不变,对人有mgsinF,F为人受到的摩擦力且沿斜面向上,因 此木板受到向下的摩擦力,木板受到的合力为MgsinFMa,解得 mAmBmC,物体A与斜面间动摩擦因数为 斜面体与水平地面间摩擦力足够大,物体C距地面的高度为0.8m,斜面倾角为 300.求: (1)若开始时系统处于静止状态,斜面体与水平地面之间有无摩擦力? 如 果有,求出这个摩擦力;如果没有,请说明理由. (2)若在系统静止时,去掉物体 B,求物体C落地时的速度. 解: (1)以A、B、C和斜面整体为研究对象,处于静止平衡,合外力为零,因水平方向没有受到其他外 精品文档 力,所以斜面和地面间没有摩擦力. 4.如图所示,AB为斜面,BC为水平面。 从A点以水平初速度V向右抛出一小球,其落点与A的水平距 离为S1,若从A点以水平初速度2V向右抛出同一小球,其落点与A的水平距离为S2,不计空气阻 A. 1: 4 B. 1: 3 C. 1: 2 D. 1: 7 5.如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图.演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰,做匀速圆周运动 图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托,在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹.不考虑车 得: agsingcos100.60.25100.84m/s2(2分) 2)设PB距离为x,对全过程由动能定理得: mgLsinmgcosLmgx0(3分) x(gLsingcosL)/g 得: (2分) (10500.60.25100.850)/0.251080m 三、综合 1.如图所示,在倾角为的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度相等的匀 强磁场,方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,一 个质量为m,边长为L的正方形线框以速度V刚进入上边磁场时,即恰好做匀速直线运动,求: (1)当ab边刚越过ff时,线框的加速度多大? 方向如何? (2)当ab到达gg与ff中间位置时,线框又恰好作匀速运 精品文档 动,求线框从开始进入到ab边到达gg与ff中间位置时,产生的热量是多少? (1)a=3gsinθ,方向平行于斜面向上 (2)Q=3mglsinθ/2+15mv2/32 2.如图所示,由相同绝缘材料组成的斜面AB和水平面BC,质量为m的小滑块由A静止开始释放,它运动到C点时的速度为v1(v1≠0),最大水平位移为S1;现给小滑块带上正电荷, 并在空间施加竖直向下的匀强电场,仍让小滑块由A静止开始释放,它运动到C点时的速度为v2,最大水平位移为S2,忽略在B点因碰撞而损失的能量,水平面足够长,以下判断正确的是() A、v1 C、S1≠S2,D、S1=S2。 答案: AD 3.如图甲所示,两根质量均为0.1kg完全相同的导体棒a、b,用绝缘轻杆相连置于由金属导轨PQ、MN OO′以下有方向垂直斜面向上的匀强磁场。 当像如图乙所示。 若a、b导体棒接入电路的电阻均为 架设的斜面上。 已知斜面倾角θ为53°,a、b导体棒的间距是PQ、MN导轨间间距的一半,导轨间分界线 a、b导体棒沿导轨下滑时,其下滑速度v与时间的关系图 1Ω,其它电阻不计,取g=10m/s2,sin53°≈0,.c8os53°≈0,.6 2分) 【解析】本题考查对复杂物理过程的分析能力、从图象读取有用信息的能力。 考查运动学知识、牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律等知识。 考查逻辑推理能力、分析综合运用能力和运用物理知识解决物理问题能力。 (1)(4分)由图乙可知导体棒b刚进入磁场时a、b的连接体做匀速运动,当导体棒a进入磁场后才再 次加速运动,因而b棒匀速运动的位移即为a、b棒的间距(2分),依题意可得: d2vt23(0.60.4)m1.2m 2)(5分)设导体棒运动的加速度为a,由图乙得: 因a、b棒一起运动,故可看作一整体,其受力如图。 由牛顿第二定律得: 2mgsin2mgcos2ma(2分) gsina100.87.50.5 故0.083(1分) gcos100.66 3)(6分)当b导体棒在磁场中做匀速运动时 2mgsin2mgcosBIL0(2分) 精品文档 2分) BLv I 2R 联立解得 10.83T(2分) 1.2 4mgR(sincos)40.1101(0.80.0830.6) BL2v1.223 答: PQ、MN导轨的间距为1.2m;导体棒与导轨间的动摩擦因数大小为0.083;匀强磁场的磁感应强度大 小为0.83T。 4. 如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两 点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点。 现有一质量为m、电荷量为-q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点 由静止开始沿杆下滑。 已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度 为3R,小球滑到B点时的速度大小为2gR,求: ⑴小球滑至C点时的速度的大小;⑵A、B两点间的电势差;⑶若以C点做为参考点(零电势点),试确定A点的电势。 解: ⑴因B、C两点电势相等,故小球从B到C的过程中电场力做的总功为零⋯2分 由几何关系可得BC的竖直高度h=3R/2 根据动能定理有mg×3R/2=mvc2/2-mvB2/2 解得vC7gR ⑵因为电势差UAB=UAC,小球从A到C,重力和电场力均做正功,所以由动能定理有 2 mg×3R+q|UAC|=mvC2/2 解得|UAB|=|UAC|=mgR/2q ⑶因为AC,C0,所以A|UAC|mgR/2q
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