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

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題型02斜面模型模板01斜面模型之平衡問題模板02斜面模型之動力學問題模板03斜面模型之能量、動量問題斜面模型是高中物理中最常見的模型之一，斜面問題千變萬化，斜面既可能光滑，也可能粗糙；既可能固定，也可能運動，運動又分勻速和變速；斜面上的物體既可以左右相連，也可以上下疊加。物體之間可以細繩相連，也可以彈簧相連。求解斜面問題，能否做好斜面上物體的受力分析，尤其是斜面對物體的作用力（彈力和摩擦力）是解決問題的關鍵。模板01斜面模型之平衡問題斜面上的物體處于平衡時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物體受力分析此時摩擦力為靜摩擦力物體勻速上滑時必然受到向上的拉力F對斜面受力分析學科網（北京）股份有限公司 1.（2023?全國）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)”進行分析，如下：整體法隔離法確定研究對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系，故P與Q間摩擦力的大小變化不能確定利用數學工具求解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，此時增加Q的質量，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，根據整體法，整體受力如圖：水平方向平衡，f＝F，故增加P的質量，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錯誤，B正確；學科網（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，此時增加Q的質量，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錯誤。故選：B。模板02斜面模型之動力學問題當斜面上的物體不能處于平衡狀態(tài)時，就要運動牛頓運動定律和運動學公式來研究光滑斜面粗糙斜面確定研究對象物體m斜面M物體m斜面M畫出受力分析圖根據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注意：地面對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，物塊與斜面間的動摩擦因數為μ。下列說法正確的是（　?。〢．斜面對物塊的支持力大小為mgsinθB．斜面對物塊的摩擦力大小為μmgcosθC．斜面對物塊作用力的合力大小為mgD．物塊所受的合力大小為mgsinθ學科網（北京）股份有限公司 （1）本題需利用“動力學模型”進行分析，如下：活動桿確定研究對象小物塊畫出受力分析圖根據平衡條件及牛頓第二定律列方程解mgcosθ-N=0mgsinθ－f=maf=μN運用數學工具解方程N=mgcosθa＝g（sinθ﹣μcosθ）【解答】解：AB、斜面對物塊的支持力為mgcosθ，因為物塊處于加速下滑狀態(tài)，f＝μmgcosθ，故A錯誤、B正確；CD、物塊處于加速下滑狀態(tài)，根據牛頓第二定律得：F合＝mgsinθ﹣μmgcosθ＝ma，所以有：mgsinθ＞μmgcosθ，則斜面對物塊的作用力為F=FN2+Ff2=(mgcosθ)2+(μmgcosθ)2＜(mgcosθ)2+(mgsinθ)2=mg，故CD錯誤；故選：B。模板03斜面模型之能量、動量問題物體在斜面上運動時伴隨著各力做功，進而涉及到動能、勢能等的變化；同樣各力的作用相應的時間，伴隨著動量、沖量的變化，我們經常用動能定理或者動量定理來解決相應問題。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）學科網（北京）股份有限公司 摩擦力摩擦力做負功Wf=-fx摩擦力做負功Wf=-fx動能定理列方程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，關于物塊下滑的過程，下列說法正確的是（　?。〢．物塊和斜面體組成的系統(tǒng)水平方向上動量守恒B．物塊和斜面體的動量變化量大小相等C．斜面對物體不做功，是因為斜面體對物體的彈力方向與斜面垂直D．物塊減少的機械能等于斜面體增加的動能確定研究對象小物塊斜面體整體畫出受力分析圖根據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運用數學工具解方程N=mgcosθa＝gsinθ（相對于斜面）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，所以水平方向上動量守恒，故A正確；B．物塊下滑過程中，豎直方向上合外力不為零，總動量不守恒，所以物塊和斜面體的動量變化量大小不相等，故B錯誤；C．物塊下滑過程中，斜面向左運動，物塊對斜面做正功，根據系統(tǒng)能量守恒可知所以斜面對物塊做負功，故C錯誤；學科網（北京）股份有限公司 D．物塊和斜面組成的系統(tǒng)機械能守恒，所以物塊減少的機械能等于斜面體增加的動能，故D正確。故選AD。1.(2023·深圳模擬)如圖，一女孩把裝有一個籃球的手推車沿斜坡一直保持勻速向上推動，籃子底面平行于斜面，側面垂直于底面，下列說法正確的是(????)A.籃子底面對籃球的彈力大于籃球的重力B.籃子側面對籃球的彈力大于籃球的重力C.籃子對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籃球，各個球所受的合力相同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，一質量為m、可看成質點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，一質量為m的物體受到與對角線BD平行的恒力F作用，恰好能沿斜面的另一對角線AC做勻速直線運動。已知斜面ABCD為正方形，重力加速度大小為g，則（　　）A．物體與斜面間的動摩擦因數為66B．物體與斜面間的動摩擦因數為33學科網（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，質量分別為3m和m的物塊A、B通過細線跨過滑輪相連．現在A上放一小物體，系統(tǒng)仍能保持靜止．細線質量、滑輪的摩擦都不計．則(????)A.細線的拉力增大B.A所受的合力增大C.A對斜面的壓力增大D.斜面對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，質量為M、高度為h、傾角為θ，一質量為m的物塊（視為質點）從斜面底端以一定的初速度v0沿斜面向上運動，如圖所示。若斜面固定，則物塊恰好能到達斜面頂端；若斜面不固定，則物塊沿斜面上升的最大高度為（　　）A．MM+m?B．Mm(M+m)2?C．M+msin2θM+m?D．m+Msin2θM+m?6.(2023·全國·模擬題)如圖所示，輕質彈簧一端固定，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動到最大位移時，立即將物塊B輕放在A右側，A、B由靜止開始一起沿斜面向下運動，下滑過程中A、B始終不分離，當A回到初始位置時速度為零，A、B與斜面間的動摩擦因數相同、彈簧未超過彈性限度，則(????)A.當上滑到最大位移的一半時，A的加速度方向沿斜面向下B.A上滑時、彈簧的彈力方向不發(fā)生變化C.下滑時，B對A的壓力先減小后增大學科網（北京）股份有限公司 D.整個過程中A、B克服摩擦力所做的總功大于B的重力勢能減小量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動，運動中連接各木塊間的細繩均與斜面平行，此時第1、2物塊間細繩的張力大小為T1，某時刻連接第3、4物塊間的細繩突然斷了，其余3個物塊仍在力F的作用下沿斜面向上運動，此時第1、2物塊間細繩的張力大小為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。若在纜車中放一個與山坡表面平行的斜面，斜面上放一個質量為m的小物塊，小物塊相對斜面靜止（設纜車保持豎直狀態(tài)運行）。重力加速度為g，則下列說法正確的是（　　）A．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點是固定斜面與水平地面的連接點，質量為1kg的物塊(可視為質點)從斜面上的A點由靜止釋放，最后停在C點。已知A、B兩點間的距離和B、C兩點間的距離均為2m，物塊與斜面、物塊與地面間的動摩擦因數均為以μ=33，不計物塊經過B點時的機械能損失，取重力加速度大小g=10m/s2，下列說法正確的是(????)學科網（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.整個過程中物塊損失的機械能為53JD.整個過程中物塊損失的機械能為10J10.（多選）（2022?廣東）如圖所示，載有防疫物資的無人駕駛小車，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。已知小車總質量為50kg，MN＝PQ＝20m，PQ段的傾角為30°，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。下列說法正確的有（　　）A．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）某糧庫使用額定電壓U＝380V，內阻R＝0.25Ω的電動機運糧，如圖所示，配重和電動機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，此時電流I＝40A，關閉電動機后，小車又沿斜坡上行路程L到達卸糧點時，速度恰好為零。卸糧后，給小車一個向下的初速度，小車沿斜坡剛好勻速下行。已知小車質量m1＝100kg，車上糧食質量m2＝1200kg，配重質量m0＝40kg，取重力加速度g＝10m/s2，小車運動時受到的摩擦阻力與車及車上糧食總重力成正比，比例系數為k，配重始終未接觸地面，不計電動機自身機械摩擦損耗及纜繩質量。求：（1）比例系數k值；（2）上行路程L值。學科網（北京）股份有限公司 學科網（北京）股份有限公司