题目内容

12.如图所示,斜面体A置于粗糙的水平地面上,斜面上有一物块B处于静止状态,如果给B一个沿斜面向下的初速度,物块B恰沿斜面匀速下滑,斜面体保持静止.则:(  )
A.如果在B运动过程中,给它施加一竖直向下的力,它仍将保持匀速运动,A与地面无摩擦力
B.如果在B运动过程中,给它施加一斜面向下的力,它将做加速运动,A与地面间有摩擦力
C.如果最初不是给B一个初速度,而是施加沿斜面向下的外力,则在B运动过程中,A与地面也无摩擦力
D.如果最初不是给B一个初速度,而是施加沿斜面向上的外力,则在B运动过程中,A与地面也无摩擦力

分析 未加F时,物块匀速下滑,受力平衡,由平衡条件和摩擦力公式得出sinθ与μcosθ的大小.再分析对物块施加一个竖直向下的恒力F时,重力和F沿斜面向下的分力与滑动摩擦力的大小,判断物块的运动状态.

解答 解:A、B、未加F时,物块匀速下滑,受力平衡,物体的受到重力、支持力和摩擦力的作用,
由平衡条件得:
mgsinθ=μmgcosθ
解得:
sinθ=μcosθ
得:μ=$\frac{sinθ}{cosθ}$对物块施加一个竖直向下的恒力F时,物块受到的滑动摩擦力大小为:
f=μ(F+mg)cosθ
重力和F沿斜面向下的分力大小为:
(F+mg)sinθ
则可知:(F+mg)sinθ=μ(F+mg)cosθ,则物块受力仍平衡,所以仍处于匀速下滑状态.
根据共点力平衡条件,物体A对B的摩擦力和支持力的合力仍然竖直向上,根据牛顿第三定律,物体B对A的作用力竖直向下,故A相对地面没有运动趋势,故不受静摩擦力;故A正确,
B、如果在B运动过程中,给它施加一斜面向下的力,B受到的合力沿斜面向下,B将沿斜面向下加速运动,B在运动过程中,B对A的压力不变,摩擦力也不变,物块A受到的压力和摩擦力的合力竖直向下,A相对地面没有运动趋势,故不受静摩擦力,故B错误,
C、D、若对B施加沿斜面向上或向下的外力,B在运动过程中,B对A的压力不变,摩擦力也不变,所以A受到的B对A的压力与摩擦力的和仍然竖直向下,所以在B停止运动前,斜面体A与地面间都无摩擦力.故CD正确.
故选:ACD.

点评 本题中物块匀速下滑时,μ=tanθ,作为一个重要结论可在理解的基础上记住;本题可以等效成物体的重力增加了F.

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