题目内容

5.质量为m的物块沿着倾角为θ的固定粗糙斜面匀速下滑,已知重力加速度为g,则(  )
A.物块对斜面的压力大小为mgtanθB.物块对斜面的摩擦力大小为mgtanθ
C.斜面对物块的支持力大小为mgtanθD.斜面对物块间的动摩擦因素为tanθ

分析 对滑块受力分析,受重力、支持力和滑动摩擦力,根据共点力平衡平衡并结合正交分解法求出动摩擦因数的大小.

解答 解:对物体受力分析,如图所示:
在平行斜面方向:mgsinθ-f=0,
在垂直斜面方向:N-mgcosθ=0,
解得:物体受到的支持力为N=mgcosθ,由牛顿第三定律可知,物块对斜面的压力大小为mgcosθ;摩擦力f=mgsinθ,故ABC错误;
D、在垂直斜面方向:f=μN,
联立以上各式,解得:μ=tanθ,
故D正确,ABC错误.
故选:D.

点评 本题是力平衡问题,关键是根据平衡条件列式求解.本题实质上为正交分解规律的应用,要注意利用正交分解方法解体的一般步骤:
①明确研究对象;
②进行受力分析;
③建立直角坐标系,建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上,将不在坐标轴上的力正交分解;
④x方向,y方向分别列平衡方程求解.

练习册系列答案
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20.2016年诺贝尔物理学奖颁发给了三位美国科学家,以表彰他们将拓扑概念应用于物理研究所做的贡献.
我们知道,按导电性能不同传统材料大致可分为导体和绝缘体两类,而拓扑绝缘体性质独特,它是一种边界上导电、体内绝缘的新型量子材料,例如,在通常条件下石墨烯正常导电,但在温度极低、外加强磁场的情况下,其电导率(即电阻率的倒数)突然不能连续改变,而是成倍变化,此即量子霍尔效应(关于霍尔效应,可见下文注释).在这种情况下,电流只会流经石墨烯边缘,其内部绝缘,导电过程不会发热,石墨烯变身为拓扑绝缘体,但由于产生量子霍尔效应需要极低温度和强磁场的条件,所以其低能耗的优点很难被推广应用.
2012年10月,由清华大学薛其坤院士领衔的中国团队,首次在实验中发现了量子反常霍尔效应,被称为中国“诺贝尔奖级的发现”,量子反常霍尔效应不需要外加强磁场,所需磁场由材料本身的自发磁化产生,这一发现使得拓扑绝缘材料在电子器件中的广泛应用成为可能.
注释:霍尔效应是指将载流导体放在匀强磁场中,档磁场方向与电流方向垂直时,导体将在与磁场、电流垂直的方向上形成电势差.
根据以上材料推断,下列说法错误的是(  )
A.拓扑绝缘体导电时具有量子化的特征
B.霍尔效应与运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力有关
C.在量子反常霍尔效应中运动电荷不再受磁场的作用
D.若将拓扑绝缘材料制成电脑芯片有望解决其工作时的发热问题

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