题目内容
滑块m以一定的初速度沿放在地面上的粗糙斜面体M向上滑,然后又返回,M未发生滑动,在此过程中,M对地面的摩擦力
- A.大小方向均未发生变化
- B.大小,方向均变化
- C.大小变化,方向未变
- D.大小未变,方向变化
C
分析:物体先减速上滑,后加速下滑,加速度一直沿斜面向下;对小滑块受力分析,根据牛顿第二定律分析m的加速度情况;对整体受力分析,然后根据牛顿第二定律求解地面对物体M的摩擦力.
解答:物体先减速上滑,后加速下滑,加速度一直沿斜面向下,对整体受力分析,受到总重力、支持力和向左的静摩擦力,根据牛顿第二定律,有
x分析:f=masinθ ①
y分析:(M+m)g-N=(M+m)acosθ ②
物体上滑时,受力如图,根据牛顿第二定律,有
mgsinθ+μmgcosθ=ma1 ③
物体下滑时,受力如图,根据牛顿第二定律,有
mgsinθ-μmgcosθ=ma2 ④
由①式,地面对斜面体的静摩擦力方向一直未变;
由③④两式,物体沿斜面向上滑动时,加速度较大;再由①式,物体沿斜面向上滑动时,地面与斜面体间的摩擦力较大;
故选C.
点评:本题关键是对整体和对m受力分析,然后根据牛顿第二定律和共点力平衡条件列方程分析求解.
分析:物体先减速上滑,后加速下滑,加速度一直沿斜面向下;对小滑块受力分析,根据牛顿第二定律分析m的加速度情况;对整体受力分析,然后根据牛顿第二定律求解地面对物体M的摩擦力.
解答:物体先减速上滑,后加速下滑,加速度一直沿斜面向下,对整体受力分析,受到总重力、支持力和向左的静摩擦力,根据牛顿第二定律,有
x分析:f=masinθ ①
y分析:(M+m)g-N=(M+m)acosθ ②
物体上滑时,受力如图,根据牛顿第二定律,有
mgsinθ+μmgcosθ=ma1 ③
物体下滑时,受力如图,根据牛顿第二定律,有
mgsinθ-μmgcosθ=ma2 ④
由①式,地面对斜面体的静摩擦力方向一直未变;
由③④两式,物体沿斜面向上滑动时,加速度较大;再由①式,物体沿斜面向上滑动时,地面与斜面体间的摩擦力较大;
故选C.
点评:本题关键是对整体和对m受力分析,然后根据牛顿第二定律和共点力平衡条件列方程分析求解.
练习册系列答案
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如图所示,斜面体b的质量为M,放在粗糙的水平地面上.质量为m的滑块a以一定的初速度沿着粗糙斜面向上滑,然后又返回,整个过程中b相对地面始终没有移动.由此可知:( )
A、地面对b一直有向右的摩擦力 | B、地面对b一直有向左的摩擦力 | C、地面对b的摩擦力方向先向左后向右 | D、地面对b的支持力一直小于(M+m)g,且大小不变 |