斜面加滑块模型

第28讲滑块--—斜面模型【技巧点拨】滑块—--斜面模型在高考中是千变万化，既可能光滑，也可以粗糙；既可能固定,也可以运动，即使运动，也可能匀速或变速；常常考查受力分析、力的合成、力的分解、牛顿运动定律、能等力学基础知识.对于滑块---斜面模型的动力学问题的求解，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(包括支持力和摩擦力）是解决问题的关键，然后建立坐标系进行正交分解，利用相关定律列方程求解。

【对点题组】1．如图所示,斜面体放置在水平地面上，物块沿粗糙的斜面加速下滑，斜面体始终保持静止，在此过程中（）A．斜面体对物块的作用力斜向左上方B．斜面体对物块的作用力斜向右上方C．地面对斜面体的摩擦力水平向右D．地面对斜面体的支持力大于物块与斜面体的重力之和2．如图甲所示，一倾角为37°、长L=0。

93m的固定斜面是由两种材料构成的，物块P从斜面顶端以初速度v0=1m/s沿斜面向下运动，物块P与斜面间的动摩擦因数μ随物块P下滑的距离L的关系如图乙所示．已知sin37°=0.6，cos37°=0。

8，取g=10m/s2．求：1(1）物块P在斜面上前后两段滑动的加速度大小与方向；（2)物块P滑到斜面底端时的速度大小?3．如图甲所示,有一足够长的粗糙斜面，倾角θ=37°，一滑块以初速度v0=16m/s从底端A点滑上斜面，滑至B点后又返回到A点．滑块运动的图象如图乙所示,（已知:sin37°=0。

6，cos37°=0。

8,重力加速度g=10m/s2）．求：（1）AB之间的距离;（2)滑块再次回到A点时的速度;（3）滑块在整个运动过程中所用的时间．【答案】(1）A，B之间的距离为16m；（2）滑块再次回到A点时的速度为82m/s;+．（3）滑块在整个运动过程中所用的时间为(212s【高考题组】4．(2014·福建卷）如下图所示,滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零．对于该运动过程,若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表示时间，则下列图像中能正确描述这一运动规律的是（)A B C D235．(2013·山东理综)如图所示，一质量m =0.4kg 的小物块，以V 0=2m/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 =2s 的时间物块由A 点运动到B 点，A 、B 之间的距离L =10m 。

专题05 牛顿运动定律中的斜面和板块模型一、牛顿第二定律：ma F =合；x ma F x =合；y ma F y =合。

二、牛顿第三定律：'F F -=，（F 与'F -等大、反向、共线）在解牛顿定律中的斜面模型时，首先要选取研究对象和研究过程，建构相应的物理模型，然后以加速度为纽带对研究对象进行受力分析和运动分析，最后根据运动学公式、牛顿运动定律、能量守恒定律、动能定理等知识，列出方程求解即可。

在解决牛顿定律中的板块模型时，首先构建滑块-木板模型，采用隔离法对滑块、木板进行受力分析，运用牛顿第二定律运动学公式进行计算，判断是否存在速度相等的临界点；若无临界速度，则滑块与木板分离，只要确定相同时间内的位移关系，列出方程求解即可；若有临界速度，则滑块与木板没有分离，此时假设速度相等后加速度相等，根据整体法求整体加速度，由隔离法求滑块与木板间的摩擦力f 以及最大静摩擦力m f 。

如果m f f ≤，假设成立，整体列式，求解即可；如果m f f >，假设不成立，需要分别列式求解。

一、在斜面上物块所受摩擦力方向的判断以及大小的计算1.物块(质量为m )静止在粗糙斜面上：（1）摩擦力方向的分析：对物块受力分析，因为物块重力有沿斜面向下的分力，故物块有沿斜面向下的运动趋势，则物块所受摩擦力沿斜面向上。

（2）摩擦力大小的计算：物块处于平衡状态，沿斜面方向受力平衡，即0=合F ，则有θsin mg F f =。

2.物块(质量为m )在粗糙的斜面上匀速下滑：（1）摩擦力方向的分析：物块沿斜面向下运动，可以根据摩擦力的方向与相对运动的方向相反来判断物块受到的摩擦力的方向沿斜面向上。

（2）摩擦力大小的计算：①物块处于平衡状态，沿斜面方向受力平衡，即0=合F ，则有θsin mg F f =，N F f μ=。

②物块沿斜面向下做匀加速运动，滑动摩擦力为N F f μ=，由牛顿第二定律有ma F mg f =-θsin 。

高中物理受力分析-斜面体模型2各们小伙伴儿们，大家好！经过一个充实的周末之后，我们的物理模型分析又开始啦！经过上篇文章之后，我们的斜面体模型又将迎来新的篇章！我们先来看一道例题：例题1：如图所示，一斜面A静止在粗糙水平面上，在其斜面上放着一滑块B，若给滑块B一平行斜面向下的初速度v_{0}，则B正好保持匀速下滑，斜面体A保持静止。

则此时水平面对斜面体A的摩擦力为多少？解析：因为滑块B做匀速直线运动，斜面体A静止，所以滑块B和斜面体A的合力均为0，可以对A和B用整体法。

现在对A和B整体进行受力分析，分析结果如下：从受力分析结果可以看出，此时水平面对斜面体A没有摩擦力。

因为整体隔离法在上一篇文章中已经讲过了，所以今天我们只是拿来运用。

今天我们的核心内容更加精彩，请看下面这道题。

例题2：一斜面体A静止在粗糙的水平面上，在其斜面上放着一滑块B，若给滑块B一平行斜面向下的初速度v_{0}，则B正好保持匀速下滑。

如图所示，现在B下滑过程中再加一个作用力，则以下说法正确的是（）A．在B上加一竖直向下的力F_{1},则B将保持匀速运动，A对地无摩擦力的作用B．在B上加一沿斜面向下的力F_{2},则B将加速运动，A对地有水平向左的静摩擦力的作用C．在B上加一水平向右的力F_{3},则B将减速运动，在B停止前A对地有向右的摩擦力的作用D．无论在B上加什么方向的力，在B停止前A对地都无静摩擦力的作用这个题我们根据题干的理解可以知道：B正好能保持匀速下滑，所以在B匀速下滑的过程中，水平面对A是没有摩擦力的。

但是如果再加上外力又该怎么样呢？可能有小伙伴儿想着这个题也用整体隔离法，但是一旦加上外力之后，物体B就会有加速度，此时用整体隔离法是分析不出地面对A的摩擦力的。

所以这个题不能用整体法，只能用隔离法。

我编写的《高中物理知识模型探究与实践》一书里面专门针对受力分析、牛顿第二定律、传送带和滑块木板、平抛运动、圆周运动、天体运动、动能定理功能关系和动量的基本知识点和基本模型进行了全面细致地讲解，采用的是讲解式的叙述手法。

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<tan θ，滑块一定匀加速下滑，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) (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－ma sin θ，地面对斜面体的摩擦力为ma cos 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＝g sin θ注意画好截面图斜面的变换模型加速运动的车上水杯液面可类似于物块放在光滑斜面上a=gtana tana=h/R【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() A．滑块对斜面的作用力大小等于mgcos θ，方向垂直斜面向下B．斜面对滑块的作用力大小等于mg，方向竖直向上C．斜面体受到地面的摩擦力水平向左，大小与m的大小有关D．滑块能匀速下滑，则水平地面不可能是光滑的解析：选B因滑块在重力、斜面的摩擦力及斜面的支持力作用下匀速下滑，如图所示，所以斜面对滑块的作用力大小等于mg，方向竖直向上，B项正确；而滑块对斜面的作用力与斜面对滑块的作用力是一对作用力与反作用力，A项错误；又因斜面体及滑块均处于平衡状态，所以可将两者看成一整体，则整体在竖直方向受重力和地面的支持力作用，水平方向不受力的作用，即水平地面对斜面体没有摩擦力作用，C、D项错误。

高中物理滑块木板模型动能定理解高中物理滑块木板模型是一种常见的力学模型，用来研究物体在斜面上滑动的问题。

动能定理是描述物体动能变化的定理，它表达了物体的动能变化等于物体所受力的功。

下面我将详细介绍高中物理滑块木板模型及其动能定理的原理和应用。

首先，我们来介绍一下高中物理滑块木板模型的基本概念。

滑块木板模型由一条倾斜的木板和一个放置在木板上的滑块组成。

滑块与木板之间有一定的摩擦力，可以通过改变木板的角度或滑块的质量来研究滑块在木板上滑动的性质。

在滑块木板模型中，我们考虑滑块在斜面上的运动。

当斜坡上无滑动摩擦力时，滑块只受到重力作用，其加速度仅受到斜面角度和重力加速度的影响。

当斜坡上存在摩擦力时，滑块的加速度还会受到摩擦力对滑块的阻碍。

动能定理是描述物体动能变化的定理。

根据动能定理，物体的动能变化等于物体所受力的功。

在高中物理滑块木板模型中，滑块在斜坡上滑动时，通过斜坡上的重力和摩擦力对滑块进行功。

根据动能定理，滑块的动能变化等于这些力的功之和。

具体来说，滑块的动能变化可以用下式表示：△K = Wg + Wf其中，△K表示滑块的动能变化，Wg表示重力对滑块做的功，Wf 表示摩擦力对滑块做的功。

重力对滑块做的功可以用如下公式表示：Wg = mgh其中，m表示滑块的质量，g表示重力加速度，h表示滑块的垂直高度。

摩擦力对滑块做的功可以用如下公式表示：Wf = fdcosθ其中，f表示滑块和斜面之间的摩擦力，d表示滑块在斜面上的位移，θ表示斜面的倾角。

通过将重力功和摩擦力功代入动能定理的公式，可以得到滑块的动能变化的表达式。

动能定理在物理学中有广泛的应用。

首先，动能定理可以用来计算滑块在斜面上的运动速度。

通过将动能定理的公式进行转换，可以得到滑块的末速度的表达式。

其次，动能定理可以用来研究滑块与斜面之间的摩擦力的大小和方向。

通过观察滑块的动能变化和速度的变化，可以确定摩擦力的大小和方向。

此外，动能定理还可以用来分析滑块与斜面之间的能量转换。

“斜面体与滑块”模型的拓展研究作者：包德发来源：《新校园·中旬刊》2014年第02期“斜面体与滑块”这类题目，是高考考题中的重要模型，学生感觉难度较大。

究其原因主要是学生对该模型的受力本质抓不透，易受题目表面形式干扰造成的。

现举例说明，希望对学生有所启迪。

例题：如下图所示，一质量为m的物体恰能在质量为M的斜劈上匀速下滑，斜劈保持静止。

现用一沿斜面向下的外力F推该物体，使物体加速下滑，设该过程中斜劈受到地面的摩擦力为Ff，支持力为FN。

下列说法正确的是（）A.Ff为零，FN=(M+m)gB.Ff不为零，FN=(M+m)gC.Ff为零，FN＞(M+m)gD.Ff不为零，FN＜(M+m)g解析：由题意知，未加沿斜面方向的力F时，物体沿斜面匀速下滑，通过物体受力分析知道FN和Ff的合力竖直向上，数值为m g。

物体作用在斜面体上的反作用力FN′和Ff′的合力竖直向下，无水平方向的分量，斜面体水平方向合力为零，地面对斜面体无摩擦力。

施加沿斜面向下的力F时物体对斜面的作用力FN和Ff均无变化，斜面体受到物体施加的反作用力FN′和Ff′也均无变化，此二力的合力竖直向下，数值仍为mg，地面对斜面体无摩擦力。

地面对斜面体的支持力仍为FN=(M+m)g。

故A项正确。

■拓展1：如图1所示，一物体恰能从一斜面上沿斜面匀速下滑，斜面体对地保持静止，若过重心对物体施加一个竖直向下的恒力F，则在物体向下运动的过程中，关于斜面体受到地面的摩擦力的说法正确的（）A.大小为零B.方向水平向右C.方向水平向左D.无法判断解析：由题意知，物体原来沿斜面匀速下滑，物体受力分析图示见图1（a），Ff、FN和mg合力为零，即Ff和FN合力竖直向上，大小为mg，斜面体受力分析见图1（b），根据受力图可知物体施加在斜面体上的作用力为竖直向下。

斜面体在水平方向无运动趋势，地面对斜面的摩擦力为零。

当施加一个过重心的力F时，△FN与△Ff的比例关系不变，受力分析图示见图1（c），变化之后的FN′和Ff′的合力仍竖直向下，即FN′和Ff′的水平方向合力为零，受力分析图示见图1（d），相当于物体重力增大的情况，物体沿斜面仍匀速下滑。