题目内容

9.如图,斜劈ABC放在粗糙的水平地面上,在斜劈上放一重为G的物块,物块和斜劈均处于静止状态.用一竖直向下且逐渐增大的力F作用于物块上,则下列说法正确的是(  )
A.斜劈对物块的支持力增大
B.物块所受的合力变大
C.当力F足够大时斜劈将沿水平地面向右滑动
D.斜劈ABC始终不受水平地面的摩擦力作用

分析 以物块为研究对象,分析受力情况,作出力图,根据平衡条件分析斜劈对物块和摩擦力的弹力如何变化.物块静止在斜劈上时,重力沿斜面向下的分力小于等于最大静摩擦力.判断斜劈是否受摩擦力要以整体为研究对象.

解答 解:设斜面的倾角为θ,物块与斜面间的动摩擦因数为μ.以物块为研究对象,未加F时物块静止在斜劈上,则有
Gsinθ≤μGcosθ,即有sinθ≤μcosθ.
当用竖直向下的力F作用于物块上时,受力情况如图,
沿斜面向下的分力为(G+F)sinθ
最大静摩擦力为fm=μ(G+F)cosθ
由于sinθ≤μcosθ,则(G+F)sinθ≤fm,所以当力F增大到一定程度时,物体不会运动,物块所受的合力为零,保持不变.故B错误.
A、B根据平衡条件得
N=(G+F)cosθ>Gcosθ,则斜劈对物块的支持力增大.故A正确;
以斜劈和物块整体为研究对象受力分析,受重力、向下的力F、地面给的向上的支持力,力F再增大,但水平方向上没有分量,所以斜劈不会运动也没有运动趋势,所以也不会受水平地面的摩擦力作用,故C错误D正确;
故选:AD.

点评 本题关键要根据沿斜面向下的外力与最大静摩擦力的关系判断物块能否运动.只有外力大于静摩擦力时物块才能向下运动.

练习册系列答案
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14.如图1所示为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.

(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是C
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B.将长木板水平放置,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动
C.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
D.将长木板的一端垫起适当的高度,将砂桶挂上,撤去纸带,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动
(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是C
A.M=200g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
(3)如图2是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为:SAB=4.22cm、SBC=4.65cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm、SEF=5.91cm、SFG=6.34cm.已知打点计时器的工作频率为50Hz,则B点的速度为0.44m/s,小车的加速度a=0.42m/s2 (结果均保留两位有效数字).

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