高中物理受力分析问题
9.如图所示,倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上,一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别为M、m(M>m)的小物块同时轻放...
9.如图所示,倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上,一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别为M、m(M>m)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上。两物块与绸带间的动摩擦因数相等,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。在α角取不同值的情况下,下列说法正确的有
A.两物块所受摩擦力的大小总是相等 B.两物块不可能同时相对绸带静止 C.M不可能相对绸带发生滑动 D.m不可能相对斜面向上滑动 展开
A.两物块所受摩擦力的大小总是相等 B.两物块不可能同时相对绸带静止 C.M不可能相对绸带发生滑动 D.m不可能相对斜面向上滑动 展开
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绸带与斜面没有摩擦,但是与两个物块有摩擦。因而会在斜坡角度不大时,与物块保持相对静止,而与斜坡处于滑动的状态。也可以说两个物块连同绸带与斜坡之间的摩擦力都为零,也就是都相等。这样看起来,答案A是对的。
在斜坡角度不大时,两个物块由于摩擦力的关系,(这里的摩擦力指的是物块与绸带之之间的。此时摩擦力足够大!)与绸带保持相对静止,但是物块m会被物块M通过抽带拉着沿斜坡向上运动;而大物块M却会带动绸带沿斜坡向下滑。(m向上过了最高点之后,以及大物块滑倒了斜坡底部之后的情况我们就不予考虑了。)在这种情况下,答案C是对的。即:M不可能相对绸带运动。
而当斜坡较大时,即物块的下滑的力量大于与绸带之间的摩擦力,这时物块M向下滑,并相对于绸带做运动。小物块m本来也有沿着斜坡向下滑的趋势,但是受到M通过绸带拉它的力,使它继续向上走。即大物块以脱离绸带下滑的趋势运动,小物块带着(推着)绸带上行。
这时,满足公式Mgsinα>μMgcosα>mgsinα1。
在这种情况下,答案B是对的。即两物块不可能同时相对于绸带静止。
当斜坡的角度大到一定程度后,满足公式μMgcosα<mgsinα时,两个物块都在斜坡上挂不住了,M靠摩擦力拉动m的力小于m向下的滑力了,则两物块都滑下斜坡。这时,答案D是对的,m不可能沿斜坡向上行。
绸带与斜面没有摩擦,但是与两个物块有摩擦。因而会在斜坡角度不大时,与物块保持相对静止,而与斜坡处于滑动的状态。也可以说两个物块连同绸带与斜坡之间的摩擦力都为零,也就是都相等。这样看起来,答案A是对的。
在斜坡角度不大时,两个物块由于摩擦力的关系,(这里的摩擦力指的是物块与绸带之之间的。此时摩擦力足够大!)与绸带保持相对静止,但是物块m会被物块M通过抽带拉着沿斜坡向上运动;而大物块M却会带动绸带沿斜坡向下滑。(m向上过了最高点之后,以及大物块滑倒了斜坡底部之后的情况我们就不予考虑了。)在这种情况下,答案C是对的。即:M不可能相对绸带运动。
而当斜坡较大时,即物块的下滑的力量大于与绸带之间的摩擦力,这时物块M向下滑,并相对于绸带做运动。小物块m本来也有沿着斜坡向下滑的趋势,但是受到M通过绸带拉它的力,使它继续向上走。即大物块以脱离绸带下滑的趋势运动,小物块带着(推着)绸带上行。
这时,满足公式Mgsinα>μMgcosα>mgsinα1。
在这种情况下,答案B是对的。即两物块不可能同时相对于绸带静止。
当斜坡的角度大到一定程度后,满足公式μMgcosα<mgsinα时,两个物块都在斜坡上挂不住了,M靠摩擦力拉动m的力小于m向下的滑力了,则两物块都滑下斜坡。这时,答案D是对的,m不可能沿斜坡向上行。
追问
你说M是带动绸带向下滑,为什么还选C
追答
诶,你说的有一定道理哈!
1,选择C为正确的时候,是在坡度不大,M的与绸带之间的摩擦力大于m的下滑力加m与绸带之间的摩擦力,
即用公式表示为μMgcosα>mgsinα+μmgcosα。【F磨>f滑+f磨】
2,M在下述情况下可能相对于绸带运动,即如你所说,C是错的。在坡度大一点的情况,M向着斜坡下滑的力减去m向下的滑力和摩擦力,剩下的力还大于自身与绸带之间的摩擦力(小于M+m与绸带之间的摩擦力。当大于等于时,两个物块直接都掉落到地面。)时,M就会与绸带发生相对运动,M就会运动得比m快,就是加速度大。
公式表示就是:(μgcosα(M+m)>)Mgsinα-mg(sinα+μcosα)>μMgcosα。
【F磨+f磨>F滑-f滑-f磨>F磨】
3,当M下滑的力减掉自身摩擦力、m的下滑力及磨擦力,还大于m的摩擦力,即
Mg(sinα-μcosα)-mg(sinα+μcosα)>μmcosα,【F滑-F磨-f滑-f磨>f磨】
那就到了D正确的时候。
如果M的下滑力减掉所有的反方向力,介于零与m的摩擦力之间,则答案B是对的。公式表示为:
μmcosα>Mg(sinα-μcosα)-mg(sinα+μcosα)=gsinα(M-m)-μgcosα(M+m)>0。
【f磨>F滑-F滑-f滑-f磨>0】
以上回答看起来有点费脑筋是吧?我也是考虑了一个下午才写出答案,还不知有没有错。思路不够清晰,因而很可能出错。
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因为轻质绸带,所以不考虑质量,对绸带进行受力分析,无论绸带运动与否,绸带所受合力为零,既ma=0,所以两个物快所受摩擦力相等。A正确。a叫较小的时候,mgsina小于其最大静摩擦力。所以二者可以同时相对绸带静止。B错。因为随a角的增大,m先达到最大静摩擦力,开始相对绸带向下滑动,此时两边摩擦力仍相等,所以M不可能相对绸带滑动。C正确。D错误。答案为A,C.
追问
没看懂啊
追答
哪一个没有看懂,具体说。对绸带进行受力分析,绸带质量为零,所以合外力为零。就受到两个摩擦力当然大小相等方向相反了。
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【答案】AC
【解析】由于绸带与斜面之间光滑,并且M>m,所以M、m和绸带一起向左滑动,加速度为a,整体法Mgsinα-mgsinα=(M+m)a
隔离法,对M有,Mgsinα-f1=Ma
对m有,f2-mgsinα=ma
解得f1=f2=2mMgsinα/(M+m),即A正确;
其它选项迎刃而解。
【解析】由于绸带与斜面之间光滑,并且M>m,所以M、m和绸带一起向左滑动,加速度为a,整体法Mgsinα-mgsinα=(M+m)a
隔离法,对M有,Mgsinα-f1=Ma
对m有,f2-mgsinα=ma
解得f1=f2=2mMgsinα/(M+m),即A正确;
其它选项迎刃而解。
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AB
追问
答案AC 能否给个通俗易懂的解释
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