题目内容

12.两个相同的条形磁铁,放在平板AB上,磁铁的N、S极如图所示.开始时平板及磁铁皆处于水平位置,且静止不动.现将AB突然竖直向下平移(磁铁与平板间始终相互接触),并使之停在A′B′处,结果发现两个条形磁铁碰在一起.以下说法正确的是(  )
A.AB竖直向下平移到停在A′B′处过程中,磁铁对板的压力大于磁铁的重力
B.AB竖直向下平移到停在A′B′处过程中,磁铁对板的压力小于磁铁的重力
C.如果将AB从原位置突然竖直向上平移,并使之停在A″B″位置处,两条形磁铁一定不可能碰在一起
D.如果将AB从原位置突然竖直向上平移,并使之停在A″B″位置处,两条形磁铁也有可能碰在一起

分析 开始时两块磁铁在底板上处于静止,说明磁铁间引力不大于最大静摩擦力.突然竖直向下平移时,先加速下降后减速下降,先处于失重状态,后处于超重状态,失重时磁铁所受的最大静摩擦力减小,两块磁铁可能碰在一起.同样,分析突然竖直向上平移时,两块磁铁是否可能碰在一起.

解答 解:A、开始时两块磁铁在底板上处于静止,说明磁铁间引力不大于最大静摩擦力.突然竖直向下平移时,先加速下降后减速下降,先处于失重状态,后处于超重状态,失重时板对磁铁的支持力小于磁铁的重力,即磁铁对板的压力一直小于磁铁的重力,超重时板对磁铁的支持力大于磁铁的重力,即磁铁对板的压力一直大于磁铁的重力,故A、B错误;
C、从板突然竖直向上平移到停下,板和磁铁的运动也经历两个阶段.起初,板和磁铁一起作加速度方向向上、速度向上的运动,在这过程中,正压力增大,最大静摩擦力亦增大,作用于每个磁铁的磁力与静摩擦力始终保持平衡,磁铁在水平方向不发生运动.接着,磁铁和板一起作加速度方向向下、速度向上的运动,直到停在A″B″处.在这过程中,磁铁对板的正压力减小,最大静摩擦力亦减小,向下的加速度愈大,磁铁的正压力愈小,最大静摩擦力也愈小.当板的加速度大到某一数值时,最大静摩擦力减小到小于磁力,于是磁铁沿着平板相向运动并吸在一起.故C错误,D正确;
故选:D.

点评 本题关键在于:不管向上还是向下,磁体都是先加速后减速,同时要明确加速度向上时物体处于超重状态,加速度向下时物体处于失重状态.

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