题型02 斜面运动（答题模版）-备战2024年高考物理答题技巧与模板构建

题型02 斜面模型模板01 斜面模型之平衡问题 模板02 斜面模型之动力学问题 模板03 斜面模型之能量、动量问题 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。 模板01 斜面模型之平衡问题 斜面上的物体处于平衡时的情形大概有以下几种情形： 自由放置 匀速上滑 匀速下滑 平衡情形 对物体受力分析 此时摩擦力为静摩擦力 物体匀速上滑时必然受到向上的拉力F 对斜面受力分析 1. （2023•全国）如图，在置于水平地面的楔状物体P的斜面上有一小物块Q，Q受水平外力F的作用。已知P和Q始终保持静止，则（　　） A．增加P的质量，P与地面间摩擦力的大小一定增加 B．增加外力F的大小，P与地面间摩擦力的大小一定增加 C．增加Q的质量，P与Q间摩擦力的大小一定增加 D．增加外力F的大小，P与Q间摩擦力的大小一定增加 （1）本题需利用“平衡状态”进行分析，如下： 整体法 隔离法 确定研究对象 物体和斜面 物体 画出受力分析图 物体所受摩擦力的大小和方向取决于F沿斜面方向的分力与mg沿斜面方向的分力的合力！ 根据平衡条件，列方程 由二力平衡， f地-F=0；F地-(M+m)g=0 由于不确定F沿斜面向上分量与Q的重力沿斜面向下分量的关系，故P与Q间摩擦力的大小变化不能确定 利用数学工具求解 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，此时增加Q的质量，则P与Q间摩擦力先沿斜面向下减小，减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，则P与Q间摩擦力先沿斜面向上减小，减小到零后再反向增大。 解答】解：AB、P和Q始终保持静止，根据整体法，整体受力如图： 水平方向平衡，f＝F，故增加P的质量，P与地面间摩擦力的大小不变，增加外力F的大小，P与地面间摩擦力的大小一定增加，故A错误，B正确； CD、由于不确定F沿斜面向上分量与Q的重力沿斜面向下分量的关系，故P与Q间摩擦力的大小变化不能确定。若F沿斜面向上分量大于Q的重力沿斜面向下分量，此时增加Q的质量，则P与Q间摩擦力先沿斜面向下减小，减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，则P与Q间摩擦力先沿斜面向上减小，减小到零后再反向增大。故CD错误。 故选：B。 模板02 斜面模型之动力学问题 当斜面上的物体不能处于平衡状态时，就要运动牛顿运动定律和运动学公式来研究 光滑斜面 粗糙斜面 确定研究对象 物体m 斜面M 物体m 斜面M 画出受力分析图 根据牛顿第二定律列方程 mgsinθ=ma mgcos θ-N=0 Mg+N’cos θ-FN=0 f地 - N’sin θ=0 mgcos θ-N=0 mgsinθ±f=ma 注意：上滑和下滑摩擦力方向不同 f=μN 注意：地面对斜面体的摩擦力的大小和方向由加速度的大小和方向决定 2. （2022•北京）如图所示，质量为m的物块在倾角为θ的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为μ。下列说法正确的是（　　） A．斜面对物块的支持力大小为mgsinθ B．斜面对物块的摩擦力大小为μmgcosθ C．斜面对物块作用力的合力大小为mg D．物块所受的合力大小为mgsinθ （1）本题需利用“动力学模型”进行分析，如下： 活动杆 确定研究对象 小物块 画出受力分析图 根据平衡条件及牛顿第二定律列方程解 mgcos θ-N=0 mgsinθ－f=ma f=μN 运用数学工具解方程 N=mgcos θ a＝g（sinθ﹣μcosθ） 【解答】解：AB、斜面对物块的支持力为mgcosθ，因为物块处于加速下滑状态，f＝μmgcosθ，故A错误、B正确； CD、物块处于加速下滑状态，根据牛顿第二定律得：F合＝mgsinθ﹣μmgcosθ＝ma，所以有：mgsinθ＞μmgcosθ，则斜面对物块的作用力为Fmg，故CD错误； 故选：B。 模板03 斜面模型之能量、动量问题 物体在斜面上运动时伴随着各力做功，进而涉及到动能、势能等的变化；同样各力的作用相应的时间，伴随着动量、冲量的变化，我们经常用动能定理或者动量定理来解决相应问题。 物体沿斜面上滑 物体沿斜面下滑 情境 受