Question

19．如圖所示，一物塊以一定的初速度滑上固定的斜面，關(guān)于物塊在斜面上的運(yùn)動(dòng)，下列情況不可能的是（　�。�

• A． 物塊減速上滑，滑到某一高度后靜止在斜面上
• B． 物塊先減速上滑，再加速下滑，滑到斜面底端時(shí)的速度大小和剛滑上斜面時(shí)的初速度的大小相等
• C． 物塊先減速上滑，再加速下滑，滑到斜面底端時(shí)的速度大小不相等
• D． 物塊先減速上滑，再加速下滑，滑到斜面底端時(shí)的速度和初速度相同

Answer 1

分析 由于題目中沒(méi)有告訴斜面是否光滑和摩擦因數(shù)的大小，故必須進(jìn)行討論：
①當(dāng)斜面光滑時(shí)物體的加速度由重力沿斜面方向的分力提供，故物體在上滑和下滑的過(guò)程中加速度大小不變；
②如果最大靜摩擦力大于重力沿斜面方向的分力，則物體的速度為0后將保持靜止；
③如果重力沿斜面方向的分力大于滑動(dòng)摩擦力，則物體能夠返回運(yùn)動(dòng)，但合外力減��；
根據(jù)速度位移公式即可判斷速度大小關(guān)系．

解答 解：設(shè)斜面的傾角為θ，物塊的質(zhì)量為m，
A、當(dāng)μmgcosθ＞mgsinθ時(shí)，物塊減速上滑，滑到某一高度后靜止在斜面上，故A可能，不符合題意；
B、當(dāng)斜面光滑時(shí)，μ=0，根據(jù)牛頓第二定律可得，mgsinθ=ma，
故物塊減速上滑的加速度和下滑的加速度大小相等，即a₁=a₂=gsinθ，根據(jù)v²=2ax可知，
滑到斜面底端時(shí)的速度大小和剛滑上斜面時(shí)的初速度的大小相等，故B可能，不符合題意；
C、當(dāng)斜面粗糙時(shí)，物體在斜面上滑行時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力大小：f=μF_N
而：F_N=μmgcosθ
所以物體沿斜面向上滑行時(shí)有：mgsinθ+f=ma₁
故物體沿斜面向上滑行時(shí)的加速度：a₁=gsinθ+μgcosθ
物體沿斜面向下滑行時(shí)有：mgsinθ-f=ma₂
所以物體沿斜面向下滑行時(shí)的加速度：a₂=gsinθ-μgcosθ
故a₁＞a₂，根據(jù)速度位移公式v²=2ax可知，
物塊滑到斜面底端時(shí)的速度大小小于剛滑上斜面時(shí)的初速度的大小，故C可能，不符合題意；
D、無(wú)論斜面是否光滑，物塊滑到斜面底端時(shí)的速度和剛滑上斜面時(shí)的初速度的方向不同，
所以物塊先減速上滑，再加速下滑，滑到斜面底端時(shí)的速度和初速度不相同，故D不可能，符合題意．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生對(duì)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的掌握和運(yùn)用，做題時(shí)一定要注意題目有沒(méi)有告訴斜面是否光滑和不光滑時(shí)摩擦因數(shù)的大小，否則要注意討論，這是解決此類題目時(shí)一定要注意的問(wèn)題．