高中物理斜面滑块专题

斜面滑块模型

1.滑雪是人们最喜爱的一项体育活动，不仅成年人感兴趣，孩子们也很喜爱，如图所示，一个小姑娘坐在水平雪面上的滑雪板上，在受到大小、方向均可变化的绳子拉力F作用下，保持匀速直线运动。已知图中绳子与水平雪面的夹角θ满足0°≤θ<90°，滑雪板与水平雪面间的动摩擦因数为μ，对小姑娘和滑雪板整体( )

A. 可能受三个力作用

B. 当θ＝0°时，拉力F最小

C. 不论力F如何变化，拉力F和重力的合力方向保持不变

D. 当θ≠0°时，拉力和摩擦力的合力方向一定竖直向上

2.如图，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平。现把物体Q轻轻地叠放在P上，则( )

A. P向下滑动

B. P静止不动

C. P所受的合外力增大

D. P与斜面间的静摩擦力增大

3.如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则( )

A. 物块可能匀速下滑

B. 物块仍以加速度a匀加速下滑

C. 物块将以大于a的加速度匀加速下滑

D. 物块将以小于a的加速度匀加速下滑

4.如图所示，质量m＝2.2 kg的金属块放在水平地板上，在与水平方向成θ＝37°角斜向上、大小为F＝10 N的拉力作用下，以速度v＝5.0 m/s向右做匀速直线运动。(cos37°＝0.8，sin37°＝0.6，取g＝10 m/s2)求：

(1)金属块与地板间的动摩擦因数；

(2)为使物块向右做匀速直线运动，求F的最小值。

5．如图所示，一质量m＝0.4 kg的小物块，以v0＝2 m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t＝2 s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L＝10 m。已知斜面倾角θ＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝33。重力加速度g取10 m/s2。

(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小；

(2)拉力F与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？

专题九

模型专题（1）

斜面模型

【模型解读】

在高中物理学习过程中，把物理问题进行抽象化处理，建立物理模型，在具体的物理问题的分析、解决的过程中，物理模型方法是解决问题的桥梁和工具作用，进一步培养通过建构模型来应用物理学知识和科学方法的意识，体会到物理问题解决过程中要有简化、抽象等科学思维

斜面模型是高中物理中最常见的模型之一，斜面问题千变万化，斜面既可能光滑，也可能粗糙；既可能固定，也可能运动，运动又分匀速和变速；斜面上的物体既可以左右相连，也可以上下叠加。物体之间可以细绳相连，也可以弹簧相连。求解斜面问题，能否做好斜面上物体的受力分析，尤其是斜面对物体的作用力（弹力和摩擦力）是解决问题的关键。

图示或释义 与斜面相关的滑块运动问题

规律或方法 (1)μ＝tan θ，滑块恰好处于静止状态(v0＝0)或匀速下滑状态(v0≠0)，此时若在滑块上加一竖直向下的力或加一物体，滑块的运动状态不变

(2)μ>tan θ，滑块一定处于静止状态(v0＝0)或匀减速下滑状态(v0≠0)，此时若在滑块上加一竖直向下的力或加一物体，滑块的运动状态不变(加力时加速度变大，加物体时加速度不变)

(3)μ

(4)若滑块处于静止或匀速下滑状态，可用整体法求出地面对斜面体的支持力为(M＋m)g，地面对斜面体的摩擦力为0；若滑块处于匀变速运动状态，可用牛顿第二定律求出，地面对斜面体的支持力为(M＋m)g－masin θ，地面对斜面体的摩擦力为macos θ；不论滑块处于什么状态，均可隔离滑块，利用滑块的运动状态求斜面对滑块的弹力、摩擦力及作用力

(5)μ＝0，滑块做匀变速直线运动，其加速度为a＝gsin θ 斜面的

变换模型

【典例突破】

【例1】如图所示，在水平地面上静止着一质量为M、倾角为θ的斜面体，自由释放的质量为m的滑块能在斜面上匀速下滑(斜面体始终静止)，则下列说法中正确的是( )

第 1 页 共 2 页 高中物理斜面滑块专题

【原创实用版】

目录

1.斜面滑块的基本概念

2.斜面滑块的物理原理

3.斜面滑块的应用实例

4.斜面滑块的解题技巧

5.总结

正文

高中物理斜面滑块专题

一、斜面滑块的基本概念

斜面滑块是物理学中一个重要的力学问题，它涉及到物体在斜面上滑动的诸多现象。斜面滑块问题主要研究物体在斜面上滑动时的速度、加速度、位移以及与之相关的力学能的转化。

二、斜面滑块的物理原理

1.斜面上的物体受到重力、支持力和摩擦力三种力的作用。

2.根据牛顿第二定律，物体在斜面上的加速度 a=gsinθ-μgcosθ，其中 g 为重力加速度，θ为斜面倾角，μ为摩擦因数。

3.物体在斜面上的位移公式为：x=vt+1/2at，其中 v为物体在斜面上的初速度，t 为物体在斜面上滑动的时间。

4.物体在斜面上的机械能守恒，即重力势能转化为动能和热能，总能量保持不变。

三、斜面滑块的应用实例 第 2 页 共 2 页 斜面滑块问题在生活中有很多应用，例如：滑梯、跳台、汽车传动系统等。这些应用都需要对斜面滑块问题进行深入研究，以确保其安全、稳定和高效。

四、斜面滑块的解题技巧

1.仔细分析题目，确定研究对象和受力情况。

2.画出物体受力分析图，找出重力、支持力和摩擦力的方向。

3.运用牛顿第二定律，求出物体在斜面上的加速度。

4.根据运动学公式，求解物体在斜面上的位移、速度等物理量。

5.注意能量守恒定律，分析机械能的转化情况。

五、总结

斜面滑块问题作为高中物理力学部分的一个重要专题，需要同学们掌握其基本概念、物理原理、应用实例和解题技巧。

斜面模型

在每年各地的高考卷中几乎都有关于斜面模型的试题．在前面的复习中，我们对这一模型的例举和训练也比较多，遇到这类问题时，以下结论可以帮助大家更好、更快地理清解题思路和选择解题方法．

1．自由释放的滑块能在斜面上匀速下滑时，m与M之间的动摩擦因数μ＝gtan θ．

2．自由释放的滑块在斜面上：

(1)静止或匀速下滑时，斜面M对水平地面的静摩擦力为零；

(2)加速下滑时，斜面对水平地面的静摩擦力水平向右；

(3)减速下滑时，斜面对水平地面的静摩擦力水平向左．

3．自由释放的滑块在斜面上匀速下滑时，M对水平地面的静摩擦力为零，这一过程中再在m上加上任何方向的作用力，(在m停止前)M对水平地面的静摩擦力依然为零(见一轮书中的方法概述)．

4．悬挂有物体的小车在斜面上滑行

(1)向下的加速度a＝gsin θ时，悬绳稳定时将垂直于斜面；

(2)向下的加 速度a＞gsin θ时，悬绳稳定时将偏离垂直方向向上；

(3)向下的加速度a＜gsin θ时，悬绳将偏离垂直方向向下．

5．在倾角为θ的斜面上以速度v0平抛一小球(如图9－3所示)：

(1)落到斜面上的时间gvttan20；

(2)落到斜面上时，速度的方向与水平方向的夹角α恒定，且tan α＝2tan

θ，与初速度无关；

(3)经过gvttan0小球距斜面最远，最大距离cos2)sin(20gvd． 6．当整体有向右的加速度a＝gtan θ时，m能在斜面上保持相对静止．

7．在如图9－5所示的物理模型中，当回路的总电阻恒定、导轨光滑时，ab棒所能达到的稳定速度22sinLBmgRVm

8．如图9－6所示，当各接触面均光滑时，在小球从斜面顶端滑下的过程中，斜面后退的位移s＝m/(m＋M) L．

题型一：考察物体在斜面上的受力问题

例1一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上.现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示.则物块( )