Question

如圖傾角為30°的斜面體固定在水平地面上，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端分別系著小球A和物塊B，跨過(guò)固定于斜面體頂端的滑輪O（可視為質(zhì)點(diǎn)）,A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為4m，開始時(shí)，用手托住A，使OA段繩恰處于水平伸直狀態(tài)（繩中無(wú)拉力），OB繩平行于斜面，此時(shí)B靜止不動(dòng)，將A由靜止釋放，在其下擺過(guò)程中B始終保持靜止，則在繩子到達(dá)豎直位置之前，下列說(shuō)法正確的是（    ）

A．物塊B受到的摩擦力一直沿著斜面向上

B．物塊B受到的摩擦力增大

C．繩子的張力先增大后減小

D．地面對(duì)斜面體的摩擦力方向一直水平向右

 

Answer 1

【答案】

D

【解析】

試題分析：初始情況下分析物塊B受力：豎直向下的重力、垂直斜面向上的支持力、沿斜面向上的靜摩擦力F_f．沿斜面和垂直斜面正交分解B物塊受到的力，故B物塊處于平衡狀態(tài)，則有：沿斜面方向：，垂直斜面方向，由牛頓第三定律知：物塊B對(duì)斜面有垂直斜面向下的壓力和沿斜面向下的靜摩擦力，把這兩個(gè)力向水平方向分解，則得：斜面體水平方向受到B的作用力（取水平向左為正方向）：，又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/2013040509562754681544/SYS201304050956389062830886_DA.files/image008.png">，，所以，所以初始狀態(tài)下斜面體水平方向受物塊B的合力為零，不存在受地面的摩擦力．小球A下擺過(guò)程中，物塊B始終保持靜止，則小球A不對(duì)外做功，機(jī)械能守恒，小球A的速度不斷增大，到最低點(diǎn)時(shí)速度最大，這時(shí)小球A擺到低時(shí)對(duì)繩的拉力最大，設(shè)r為A到滑輪的繩長(zhǎng)，最低點(diǎn)小球A的速度為v，則由機(jī)械能守恒定律得：，又由牛頓第二定律得：，所以小球A對(duì)繩的拉力為，此時(shí)物塊B在平行于斜面方向所受的摩擦力，方向沿斜面向下，由此可知物塊B受到斜面的摩擦力先是沿斜面向上2mg，后逐漸減少到零，再沿斜面向下逐漸增大到mg，AB錯(cuò)誤，

由以上分析知繩子的張力一直增大，小球A擺到低時(shí)對(duì)繩的拉力最大，所以，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．將A由靜止釋放，在其下擺過(guò)程中B始終保持靜止，在繩子到達(dá)豎直位置之前，把斜面與物塊B看做整體，繩子始終有拉力，此拉力水平向左有個(gè)分力，而整體保持靜止，水平方向受力平衡，因此，地面對(duì)斜面體的摩擦力方向一直水平向右，那么，選項(xiàng)D正確．

考點(diǎn)：考查了牛頓運(yùn)動(dòng)定律以及機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用

點(diǎn)評(píng)：本題解答時(shí)要正確的分析好物體的受力，同時(shí)，要選好受力的研究對(duì)象：分析繩子拉力時(shí)選小球A，分析物塊B受的摩擦力時(shí)選B物塊，分析地面的摩擦力時(shí)選斜面與B物塊整體，再者要注意物塊B所受到的摩擦力是否達(dá)到最大值．