備戰(zhàn)2024年新高考物理答題技巧模板構(gòu)建題型02 斜面運(yùn)動(dòng)（答題模版）（原卷版）.docx

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題型02斜面模型模板01斜面模型之平衡問(wèn)題模板02斜面模型之動(dòng)力學(xué)問(wèn)題模板03斜面模型之能量、動(dòng)量問(wèn)題斜面模型是高中物理中最常見的模型之一，斜面問(wèn)題千變?nèi)f化，斜面既可能光滑，也可能粗糙；既可能固定，也可能運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)又分勻速和變速；斜面上的物體既可以左右相連，也可以上下疊加。物體之間可以細(xì)繩相連，也可以彈簧相連。求解斜面問(wèn)題，能否做好斜面上物體的受力分析，尤其是斜面對(duì)物體的作用力（彈力和摩擦力）是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。模板01斜面模型之平衡問(wèn)題斜面上的物體處于平衡時(shí)的情形大概有以下幾種情形：自由放置勻速上滑勻速下滑平衡情形對(duì)物體受力分析此時(shí)摩擦力為靜摩擦力物體勻速上滑時(shí)必然受到向上的拉力F對(duì)斜面受力分析學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 1.（2023?全國(guó)）如圖，在置于水平地面的楔狀物體P的斜面上有一小物塊Q，Q受水平外力F的作用。已知P和Q始終保持靜止，則（　?。〢．增加P的質(zhì)量，P與地面間摩擦力的大小一定增加B．增加外力F的大小，P與地面間摩擦力的大小一定增加C．增加Q的質(zhì)量，P與Q間摩擦力的大小一定增加D．增加外力F的大小，P與Q間摩擦力的大小一定增加（1）本題需利用“平衡狀態(tài)”進(jìn)行分析，如下：整體法隔離法確定研究對(duì)象物體和斜面物體畫出受力分析圖物體所受摩擦力的大小和方向取決于F沿斜面方向的分力與mg沿斜面方向的分力的合力！根據(jù)平衡條件，列方程由二力平衡，f地-F=0；F地-(M+m)g=0由于不確定F沿斜面向上分量與Q的重力沿斜面向下分量的關(guān)系，故P與Q間摩擦力的大小變化不能確定利用數(shù)學(xué)工具求解f地=F；F地=(M+m)g若F沿斜面向上分量大于Q的重力沿斜面向下分量，此時(shí)增加Q的質(zhì)量，則P與Q間摩擦力先沿斜面向下減小，減小到零后再反向增大。若F沿斜面向上分量小于Q的重力沿斜面向下分量，增加外力F的大小，則P與Q間摩擦力先沿斜面向上減小，減小到零后再反向增大。解答】解：AB、P和Q始終保持靜止，根據(jù)整體法，整體受力如圖：水平方向平衡，f＝F，故增加P的質(zhì)量，P與地面間摩擦力的大小不變，增加外力F的大小，P與地面間摩擦力的大小一定增加，故A錯(cuò)誤，B正確；學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 CD、由于不確定F沿斜面向上分量與Q的重力沿斜面向下分量的關(guān)系，故P與Q間摩擦力的大小變化不能確定。若F沿斜面向上分量大于Q的重力沿斜面向下分量，此時(shí)增加Q的質(zhì)量，則P與Q間摩擦力先沿斜面向下減小，減小到零后再反向增大。若F沿斜面向上分量小于Q的重力沿斜面向下分量，增加外力F的大小，則P與Q間摩擦力先沿斜面向上減小，減小到零后再反向增大。故CD錯(cuò)誤。故選：B。模板02斜面模型之動(dòng)力學(xué)問(wèn)題當(dāng)斜面上的物體不能處于平衡狀態(tài)時(shí)，就要運(yùn)動(dòng)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來(lái)研究光滑斜面粗糙斜面確定研究對(duì)象物體m斜面M物體m斜面M畫出受力分析圖根據(jù)牛頓第二定律列方程mgsinθ=mamgcosθ-N=0Mg+N’cosθ-FN=0f地-N’sinθ=0mgcosθ-N=0mgsinθ±f=ma注意：上滑和下滑摩擦力方向不同f=μN(yùn)注意：地面對(duì)斜面體的摩擦力的大小和方向由加速度的大小和方向決定1.（2022?北京）如圖所示，質(zhì)量為m的物塊在傾角為θ的斜面上加速下滑，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。下列說(shuō)法正確的是（　　）A．斜面對(duì)物塊的支持力大小為mgsinθB．斜面對(duì)物塊的摩擦力大小為μmgcosθC．斜面對(duì)物塊作用力的合力大小為mgD．物塊所受的合力大小為mgsinθ學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 （1）本題需利用“動(dòng)力學(xué)模型”進(jìn)行分析，如下：活動(dòng)桿確定研究對(duì)象小物塊畫出受力分析圖根據(jù)平衡條件及牛頓第二定律列方程解mgcosθ-N=0mgsinθ－f=maf=μN(yùn)運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解方程N(yùn)=mgcosθa＝g（sinθ﹣μcosθ）【解答】解：AB、斜面對(duì)物塊的支持力為mgcosθ，因?yàn)槲飰K處于加速下滑狀態(tài)，f＝μmgcosθ，故A錯(cuò)誤、B正確；CD、物塊處于加速下滑狀態(tài)，根據(jù)牛頓第二定律得：F合＝mgsinθ﹣μmgcosθ＝ma，所以有：mgsinθ＞μmgcosθ，則斜面對(duì)物塊的作用力為F=FN2+Ff2=(mgcosθ)2+(μmgcosθ)2＜(mgcosθ)2+(mgsinθ)2=mg，故CD錯(cuò)誤；故選：B。模板03斜面模型之能量、動(dòng)量問(wèn)題物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)伴隨著各力做功，進(jìn)而涉及到動(dòng)能、勢(shì)能等的變化；同樣各力的作用相應(yīng)的時(shí)間，伴隨著動(dòng)量、沖量的變化，我們經(jīng)常用動(dòng)能定理或者動(dòng)量定理來(lái)解決相應(yīng)問(wèn)題。物體沿斜面上滑物體沿斜面下滑情境受力分析各力做功情況重力重力做負(fù)功WG=-mgh重力做正功WG=-mgh支持力支持力不做功WN=0(斜面不發(fā)生平移）支持力做功WN≠0(斜面發(fā)生平移）支持力不做功WN=0(斜面不發(fā)生平移）支持力做功WN≠0(斜面發(fā)生平移）學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 摩擦力摩擦力做負(fù)功Wf=-fx摩擦力做負(fù)功Wf=-fx動(dòng)能定理列方程WG+WN+Wf=ΔEK各力的沖量重力重力的沖量：mgt支持力支持力的沖量：Nt摩擦力摩擦力的沖量：ft動(dòng)量定理列方程I合=Δp(I合為各力沖量的矢量和或合力的沖量)1．（2023·湖北聯(lián)考）如圖所示，斜面體靜止在光滑水平面上，將一物塊輕放在斜面體頂部，所有接觸面均光滑，關(guān)于物塊下滑的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（　?。〢．物塊和斜面體組成的系統(tǒng)水平方向上動(dòng)量守恒B．物塊和斜面體的動(dòng)量變化量大小相等C．斜面對(duì)物體不做功，是因?yàn)樾泵骟w對(duì)物體的彈力方向與斜面垂直D．物塊減少的機(jī)械能等于斜面體增加的動(dòng)能確定研究對(duì)象小物塊斜面體整體畫出受力分析圖根據(jù)平衡條件及牛頓第二定律列方程解mgcosθ-N=0mgsinθ=maMg+Ncosθ=F地Nsinθ=Ma(M+m)g-F地=masinθ運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解方程N(yùn)=mgcosθa＝gsinθ（相對(duì)于斜面）豎直方向上合力為零水平方向上合力不為零水平方向上系統(tǒng)不受力，系統(tǒng)水平方向上動(dòng)量守恒【答案】AD【詳解】A．物塊和斜面體組成的系統(tǒng)在水平方向上不受外力作用，所以水平方向上動(dòng)量守恒，故A正確；B．物塊下滑過(guò)程中，豎直方向上合外力不為零，總動(dòng)量不守恒，所以物塊和斜面體的動(dòng)量變化量大小不相等，故B錯(cuò)誤；C．物塊下滑過(guò)程中，斜面向左運(yùn)動(dòng)，物塊對(duì)斜面做正功，根據(jù)系統(tǒng)能量守恒可知所以斜面對(duì)物塊做負(fù)功，故C錯(cuò)誤；學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 D．物塊和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，所以物塊減少的機(jī)械能等于斜面體增加的動(dòng)能，故D正確。故選AD。1.(2023·深圳模擬)如圖，一女孩把裝有一個(gè)籃球的手推車沿斜坡一直保持勻速向上推動(dòng)，籃子底面平行于斜面，側(cè)面垂直于底面，下列說(shuō)法正確的是(????)A.籃子底面對(duì)籃球的彈力大于籃球的重力B.籃子側(cè)面對(duì)籃球的彈力大于籃球的重力C.籃子對(duì)籃球的總作用力大于籃球的重力D.若在籃子中再放入一個(gè)籃球，各個(gè)球所受的合力相同2.（2024?吉林一模）如圖所示，傾角θ＝30°的斜面體靜止在水平面上，一質(zhì)量為m、可看成質(zhì)點(diǎn)的光滑小球在橡皮筋拉力的作用下靜止在斜面上。已知橡皮筋與斜面間的夾角也為θ，重力加速度大小為g，則斜面體對(duì)小球的支持力大小為（　?。〢．12mgB．33mgC．32mgD．34mg3.（多選）（2024?瀘州一模）如圖所示，在傾角θ＝30°的粗糙斜面ABCD上，一質(zhì)量為m的物體受到與對(duì)角線BD平行的恒力F作用，恰好能沿斜面的另一對(duì)角線AC做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知斜面ABCD為正方形，重力加速度大小為g，則（　　）A．物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為66B．物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為33學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 C．恒力F大小為12mgD．恒力F大小為24mg4.(2023·北京市·模擬題)如圖所示，傾角為30°的斜面體固定在水平面上，質(zhì)量分別為3m和m的物塊A、B通過(guò)細(xì)線跨過(guò)滑輪相連．現(xiàn)在A上放一小物體，系統(tǒng)仍能保持靜止．細(xì)線質(zhì)量、滑輪的摩擦都不計(jì)．則(????)A.細(xì)線的拉力增大B.A所受的合力增大C.A對(duì)斜面的壓力增大D.斜面對(duì)A的摩擦力不變5.（2023?武漢模擬）在光滑水平面上有一表面光滑的斜面，質(zhì)量為M、高度為h、傾角為θ，一質(zhì)量為m的物塊（視為質(zhì)點(diǎn)）從斜面底端以一定的初速度v0沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，如圖所示。若斜面固定，則物塊恰好能到達(dá)斜面頂端；若斜面不固定，則物塊沿斜面上升的最大高度為（　?。〢．MM+m?B．Mm(M+m)2?C．M+msin2θM+m?D．m+Msin2θM+m?6.(2023·全國(guó)·模擬題)如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與物塊A連接在一起，處于壓縮狀態(tài)，A由靜止釋放后沿斜面向上運(yùn)動(dòng)到最大位移時(shí)，立即將物塊B輕放在A右側(cè)，A、B由靜止開始一起沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，下滑過(guò)程中A、B始終不分離，當(dāng)A回到初始位置時(shí)速度為零，A、B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同、彈簧未超過(guò)彈性限度，則(????)A.當(dāng)上滑到最大位移的一半時(shí)，A的加速度方向沿斜面向下B.A上滑時(shí)、彈簧的彈力方向不發(fā)生變化C.下滑時(shí)，B對(duì)A的壓力先減小后增大學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 D.整個(gè)過(guò)程中A、B克服摩擦力所做的總功大于B的重力勢(shì)能減小量7.（2023?淮南二模）如圖所示，傾角為30°的粗糙斜面上有4個(gè)完全相同的物塊，在與斜面平行的拉力F作用下恰好沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中連接各木塊間的細(xì)繩均與斜面平行，此時(shí)第1、2物塊間細(xì)繩的張力大小為T1，某時(shí)刻連接第3、4物塊間的細(xì)繩突然斷了，其余3個(gè)物塊仍在力F的作用下沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)第1、2物塊間細(xì)繩的張力大小為T2，則T1：T2等于（　?。〢．9：2B．9：8C．3：2D．1：18.（多選）（2024?吉林一模）乘坐“空中纜車”飽覽大自然的美景是旅游者絕妙的選擇。若某一纜車沿著坡度為30°的山坡以加速度a上行，如圖所示。若在纜車中放一個(gè)與山坡表面平行的斜面，斜面上放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊，小物塊相對(duì)斜面靜止（設(shè)纜車保持豎直狀態(tài)運(yùn)行）。重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（　?。〢．小物塊處于失重狀態(tài)B．小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向上C．小物塊受到的靜摩擦力為12mg+maD．若纜車加速度減小，則小物塊受到的摩擦力和支持力都減小9.(2023·安徽省·模擬題)如圖所示，B點(diǎn)是固定斜面與水平地面的連接點(diǎn)，質(zhì)量為1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上的A點(diǎn)由靜止釋放，最后停在C點(diǎn)。已知A、B兩點(diǎn)間的距離和B、C兩點(diǎn)間的距離均為2m，物塊與斜面、物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為以μ=33，不計(jì)物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能損失，取重力加速度大小g=10m/s2，下列說(shuō)法正確的是(????)學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 A.A、C連線與水平地面的夾角β=30°B.A、C連線與水平地面的夾角β=60°C.整個(gè)過(guò)程中物塊損失的機(jī)械能為53JD.整個(gè)過(guò)程中物塊損失的機(jī)械能為10J10.（多選）（2022?廣東）如圖所示，載有防疫物資的無(wú)人駕駛小車，在水平MN段以恒定功率200W、速度5m/s勻速行駛，在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/s勻速行駛。已知小車總質(zhì)量為50kg，MN＝PQ＝20m，PQ段的傾角為30°，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的有（　?。〢．從M到N，小車牽引力大小為40NB．從M到N，小車克服摩擦力做功800JC．從P到Q，小車重力勢(shì)能增加1×104JD．從P到Q，小車克服摩擦力做功700J11.（2022?山東）某糧庫(kù)使用額定電壓U＝380V，內(nèi)阻R＝0.25Ω的電動(dòng)機(jī)運(yùn)糧，如圖所示，配重和電動(dòng)機(jī)連接小車的纜繩均平行于斜坡，裝滿糧食的小車以速度v＝2m/s沿斜坡勻速上行，此時(shí)電流I＝40A，關(guān)閉電動(dòng)機(jī)后，小車又沿斜坡上行路程L到達(dá)卸糧點(diǎn)時(shí)，速度恰好為零。卸糧后，給小車一個(gè)向下的初速度，小車沿斜坡剛好勻速下行。已知小車質(zhì)量m1＝100kg，車上糧食質(zhì)量m2＝1200kg，配重質(zhì)量m0＝40kg，取重力加速度g＝10m/s2，小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力與車及車上糧食總重力成正比，比例系數(shù)為k，配重始終未接觸地面，不計(jì)電動(dòng)機(jī)自身機(jī)械摩擦損耗及纜繩質(zhì)量。求：（1）比例系數(shù)k值；（2）上行路程L值。學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司