Question

高中物理题目

如图所示，一固定杆与水平方向夹角为q，将一质量为m1的滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ。若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动，此时绳子与竖直方向夹角为b，且q＜b，则滑块的运动情况是（ ）
A．沿着杆加速下滑 B．沿着杆加速上滑
C．沿着杆减速下滑 D．沿着杆减速上滑

Answer 1

D

考点：牛顿第二定律；滑动摩擦力．
分析：环与小球保持相对静止，并以相同的加速度a一起下滑，对整体进行受力分析，得出加速度的大小；
采用隔离法，分析小球的受力，可以求得θ与β之间的关系．
解答：解：把环和球看做一个整体受力分析，
沿斜面和垂直斜面建立直角坐标系得，
沿斜面方向：（m1+m2）gsinθ-f=（m1+m2）a 垂直斜面方向：FN=（m1+m2）gcosθ
摩擦力：f=μFN
联立可解得：a=gsinθ-μgcosθ，
设θ=β，由几何关系知，此时绳应该和杆垂直，对小球受力分析可知重力沿杆的分力作为合力产生加速度，
垂直于杆的分力与绳的拉力相平衡，此时可以求得小球的加速度为gsinθ，大于整体的加速度gsinθ-μgcosθ，
故绳的拉力要有一个分力来减小小球重力沿着杆方向的分力，所以绳应该向下倾斜，故θ＞β，选项D正确．
故选D．
点评：分析多个物体的受力时，一般先用整体法来求得共同的加速度，再用隔离法分析单个物体的受力，求得物体的受力情况，本题就是典型的应用整体隔离法的题目．

Answer 2

由小球的受力情况可确定其加速度方向为沿着杆子向下。所以滑块的加速度也是沿着杆向下。
滑块的运动情况可以是沿着杆子向下加速运动，也可以是沿着杆子向上减速运动。
正确的是
A．沿着杆加速下滑
D．沿着杆减速上滑

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