Question

四個(gè)質(zhì)量、形狀相同的斜面體放在粗糙的水平面上．另有四個(gè)質(zhì)量相同的小物體放在斜面頂端，由于小物體與斜面間的摩擦力不同，第一個(gè)物體勻加速下滑，第二個(gè)物體勻速下滑，第三個(gè)物體勻減速下滑，第四個(gè)物體靜止在斜面上，如圖所示，四個(gè)斜面均保持不動(dòng)，下滑過(guò)程中斜面對(duì)地面壓力依次為F₁、F₂、F₃、F₄，則對(duì)四種情況判斷正確的是

1. A.
   F₁＜F₂=F₄＜F₃
2. B.
   F₂=F₄＜F₁＜F₃
3. C.
   第二和第四種情況地面對(duì)斜面的摩擦力為零
4. D.
   第一和第三種情況地面對(duì)斜面的摩擦力不為零，且方向分別為水平向右和向左

Answer 1

AC
分析：當(dāng)物體系統(tǒng)中存在超重現(xiàn)象時(shí)，系統(tǒng)所受的支持力大于總重力，相反，存在失重現(xiàn)象時(shí)，系統(tǒng)所受的支持力小于總重力．若系統(tǒng)的合力為零時(shí)，系統(tǒng)所受的支持力等于總重力，根據(jù)平衡條件研究第二和第四種情況地面對(duì)斜面的摩擦力．根據(jù)物體的加速度方向，分析水平方向的分加速度方向，對(duì)系統(tǒng)由牛頓第二定律研究第一和第三種情況地面對(duì)斜面的摩擦力．
解答：A、B設(shè)物體和斜面的總重力為G．
第一個(gè)物體勻加速下滑，加速度沿斜面向下，具有豎直向下的分加速度，存在失重現(xiàn)象，則F₁＜G；
第二個(gè)物體勻速下滑，合力為零，斜面保持靜止?fàn)顟B(tài)，合力也為零，則系統(tǒng)的合力也為零，故F₂=G．
第三個(gè)物體勻減速下滑，加速度沿斜面向上，具有豎直向上的分加速度，存在超重現(xiàn)象，則F₃＞G；
第四個(gè)物體靜止在斜面上，合力為零，斜面保持靜止?fàn)顟B(tài)，合力也為零，則系統(tǒng)的合力也為零，故F₄=G．故有F₁＜F₂=F₃＜F₄．故A正確，B錯(cuò)誤．
C、第二和第四種情況系統(tǒng)的合力為零，對(duì)系統(tǒng)：水平方向沒(méi)有外力，則由平衡條件得知，地面對(duì)斜面的摩擦力為零．故C正確．
D、第一種情況：物體勻加速下滑，加速度沿斜面向下，有水平向左的分加速度，由牛頓第二定律知，系統(tǒng)有水平向左的合外力，則地面對(duì)斜面的摩擦力不為零，且方向水平向左；
第三種情況：物體勻減速下滑，加速度沿斜面向上，有水平向右的分加速度，由牛頓第二定律知，系統(tǒng)有水平向右的合外力，則地面對(duì)斜面的摩擦力不為零，且方向水平向右；故D錯(cuò)誤．
故選AC
點(diǎn)評(píng)：本題運(yùn)用超重和失重的觀點(diǎn)分析加速度不同物體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，比較簡(jiǎn)便．通過(guò)分解加速度，根據(jù)牛頓第二定律研究第一、第三種情況的摩擦力．