题目内容

5.如图所示,物体B放在物体A上,A、B的上下表面均与固定粗糙斜面平行,第一种情况下,两者以某一初速度向上做匀减速运动,第二种情况下,两者从静止开始向下做匀加速运动,运动过程中A、B两者始终保持相对静止,以下说法正确的是(  )
A.第一种情况下B受到的摩擦力方向沿斜面向下,第二种情况下B受到的摩擦力方向沿斜面向上
B.第一种情况下B受到的摩擦力方向沿斜面向上,第二种情况下B受到的摩擦力方向沿斜面向下
C.两种情况下B受到的摩擦力均为零
D.B受到的摩擦力情况取决于A、B表面的性质

分析 先对A、B整体受力分析,求出加速度;再隔离出物体B,受力分析,根据牛顿第二定律列方程求未知力.

解答 解:第一种情况下:先对A、B整体受力分析,受重力和支持力,及沿着斜面向下滑动摩擦力,合力沿斜面向下,根据牛顿第二定律,有
(m1+m2)gsinθ+μ(m1+m2)gcosθ=(m1+m2)a (θ为斜面的倾角)
解得
a=gsinθ+μgcosθ ①
再隔离出物体B受力分析,受重力、支持力,假设有沿斜面向上的静摩擦力f,如图

根据牛顿第二定律,有
m2gsinθ-f=m2a ②
由①②两式可解得
f=-μm2gcosθ
故A对B的摩擦力方向沿着斜面向下;
第二种情况下:先对A、B整体受力分析,受重力和支持力,及沿着斜面向上滑动摩擦力,合力沿斜面向下,根据牛顿第二定律,有
(m1+m2)gsinθ-μ(m1+m2)gcosθ=(m1+m2)a (θ为斜面的倾角)
解得
a=gsinθ-μgcosθ ①
再隔离出物体B受力分析,受重力、支持力,假设有沿斜面向上的静摩擦力f,如图

根据牛顿第二定律,有
m2gsinθ-f=m2a ②
由①②两式可解得
f=μm2gcosθ
故A对B的摩擦力方向沿着斜面向上,故A正确,BCD错误;
故选:A.

点评 本题关键先用整体法求出整体的加速度,然后隔离出物体B,假设摩擦力为f,对其受力分析后根据牛顿第二定律求解出摩擦力.

练习册系列答案
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6.一块质量分布均匀的长方形木板,以中线为界,对比观察左右两部分,发现粗糙程度可能不一样.为此,物理学习小组的同学分别采用了以下几种方法进行研究.
方法一:左右手分别戴上相同质地的手套,木板水平对称地放在左右手上.现左手向左、右手向右,使两手距离快速增大,发现木板向右移动.则可判断手套与木板间动摩擦因数较大的一侧是右侧.(选填“右侧”或“右侧”)
方法二:把木板倾斜一定角度形成斜面,让一小木块从顶端由静止开始下滑到中线,用秒表测出时间为t1;再将小木块从中线由静止开始下滑到底端,测出时间为t2,发现t1<t2
则可判断小木块与木板间动摩擦因数较大的一侧是下侧.(选填“上侧”或“下侧”)
方法三:把木板倾斜一定角度形成斜面,让一小木块从顶端由静止下滑到底端,用秒表测出时间为t1;把木板上、下两端颠倒放置,形成相同角度的斜面,再将小木块从顶端由静止下滑到底端,测出时间为t2,发现t1>t2.则可判断颠倒放置后小木块与木板间动摩擦因数较大的一侧是下侧.(选填“上侧”或“下侧”)
比较方法二和方法三的时间测量,你认为比较精确的是方法二.(选填“方法二”或“方法三”)
方法四:如图,把木板倾斜成一定角度形成斜面,拍摄小木块从上往下运动的频闪照片,各分数据如下:
x1=10.76cm,x2=15.05cm,x3=25.96cm,x4=29.27cm.则可判断小木块与木板间动摩擦因数较大的一侧是下侧.(选填“上侧”或“下侧,’)

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