(2013•连云港三模)如图所示,在光滑的水平面上有一质量为M、倾角为θ的光滑斜面,一质量为m的物块从斜面上由静止下滑.

(2013•连云港三模)如图所示,在光滑的水平面上有一质量为M、倾角为θ的光滑斜面,一质量为m的物块从斜面上由静止下滑.下面给出的物块在下滑过程中对斜面压力大小FN的四个表达式中,只有一个是正确的,你可能不会求解,但是你可以通过分析,对下列表达式做出合理的判断.根据你的判断,合理的表达式应为(  )
A.[MmgsinθM+mcos2θ
薇薇an1988 1年前 已收到1个回答 举报

千年股橙 花朵

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解题思路:整个系统由于只有动能和重力势能的转化,故系统的机械能守恒,则可列出机械能守恒的表达式;同时由于M在光滑的水平面上,当m向下运动时,M也会后退,Mm组成的系统动量守恒,由动量守恒可以得到Mm之间的关系式,进而可以求得m对斜面压力大小.

对斜面压力与斜面对m支持力是一对作用反作用力.
FN的水平分力FN1=FNsinθ,N的竖直分力FN2=FNcosθ,
对M、m整体:水平方向不受外力,动量守恒有:mVx=MV.
整个系统无摩擦,只有重力做功,设斜面高为h,由机械能守恒得.
mgh=
1/2]mV2+[1/2]MV2
设下滑时间为t,对M由动量定理:FNsinθ•t=MV,
对m:竖直方向,由动量定理:(mg-FNcosθ)•t=mVy
在水平方向,由动量定理:FNsinθ•t=mVx
又由于 V2=Vx2+Vy2
解以上方程可得,
FN=
Mmgcosθ
M+msin2θ.
故选:C.

点评:
本题考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.

考点点评: 由于斜面是在光滑的水平面上,并没有固定,物体与斜面相互作用会使斜面后退,由于斜面后退,物体沿着斜面下滑路线与地面夹角大于θ,与物体沿着固定斜面下滑截然不同.
本题有简便方法,即特殊值法:假设θ=0,看是否符合实际;再假设θ=90°,看是否符合实际.

1年前

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