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2011年江苏高考物理的一道选择题,网上有答案,看不懂,需详细解释(无意义灌水的勿进),做好追问准备

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/11/10 08:53:17
2011年江苏高考物理的一道选择题,网上有答案,看不懂,需详细解释(无意义灌水的勿进),做好追问准备
(2011•江苏)如图所示,倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上,一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦.现将质量分别为M、m(M>m)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上.(到这里是题目的开头,具体题目可以上网查,图网上也能查到)第一次回答时,
2011年江苏高考物理的一道选择题,网上有答案,看不懂,需详细解释(无意义灌水的勿进),做好追问准备
这个答案可以不?几个定性分析:由于“质量分别为M、m(M>m)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上.两物块与绸带间的动摩擦因数相等,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等”,M与绸带间的最大静摩擦力大于m与绸带间的最大静摩擦力.α角度小到一定程度时,m与绸带之间不发生滑动;绸带与斜面间无摩擦,在重力作用下M向低处运动,m向高处运动,可得:B、D错误.此过程中,m与绸带间的静止摩擦力和M与绸带间的静摩擦力(互为反作用力)相等.α角度大到一定程度时,m与绸带之间发生滑动;绸带与斜面间无摩擦,在重力作用下M向低处运动,m向高处运动;此过程中,m与绸带间的滑动摩擦力和M与绸带间的静摩擦力(互为反作用力)亦相等.可得:A正确.上述情况下,物块与绸带之间的摩擦力均小于M与绸带间的最大静摩擦力.可得:C正确.
再问: 第二种情况时,既然两个物块相对于绸带都无滑动,那怎么会m与绸带间的静止摩擦力和M与绸带间的静摩擦力(互为反作用力)相等,在这种情况下又不一定是匀速运动; 第三种情况时,α角度大到一定程度时,为什么M与绸带间是静摩擦力,M难道没有可能相对于绸带滑动?
再答: 1. 第二种情况时,既然两个物块相对于绸带都无滑动,那怎么会m与绸带间的静止摩擦力和M与绸带间的静摩擦力(互为反作用力)相等,在这种情况下又不一定是匀速运动; 讨论:两个物块相对于绸带都无滑动,M与绸带间的静摩擦力带动绸带运动、绸带通过“m与绸带间的静止摩擦力”带动m运动。既然绸带与斜面间无摩擦,则“带动m运动”需要多大的力,“M与绸带间的静摩擦”就“必须提供”且“只能提供出”多大的力,这与是不是匀速运动无关。 2. 第三种情况时,α角度大到一定程度时,为什么M与绸带间是静摩擦力,M难道没有可能相对于绸带滑动? 讨论:综合定性分析第1点、第4点,可知M与绸带之间的摩擦力总是不会大于m与绸带之间的最大静止摩擦力的,亦即是小于M与绸带间的最大静摩擦力的。因此,M没有可能相对于绸带滑动。(α角小于90度!)
再问: (由于字数超过它的规定,所以用截图的方式)
再答: 情况二 M的下滑分力,一部分(等于m的下滑分力、等于即时摩擦力)通过绸带与m的下滑分力相互作用,被抵消掉了;另一(大于m的下滑分力)部分,也就是它们形成的下滑合力,使得质量为M+m(绸带质量忽略不计)的物块以相应的加速度运动。 情况三 因为M的质量大于m的质量,且摩擦系数相同,不论α角大小如何,M滑动所需的力都是大于m滑动所需的力的。M的下滑分力中大于m滑动所需的力的部分只能造成m与绸带之间滑动速度改变,不会超出m滑动所需的力,也就不会滑动了。
再问: M的加速度是沿斜面向下的,m的加速度是沿斜面向上的,两个物体的加速度方向不一样,又不在同一直线上,整体法怎么能这样用?情况三中,M的下滑分力只要大于最大静摩擦力,不就能滑动了吗
还有这句话根据牛顿第二定律F=ma,如果质量为0,合力也为0,加速度想取多少就取多少,可以很小,也可以很大,为什么它说加速度为无穷大
再答: 关于“M的加速度是沿斜面向下的,m的加速度是沿斜面向上的,两个物体的加速度方向不一样,又不在同一直线上,整体法怎么能这样用?”你可以把最高点看作成一个没有摩擦力的定滑轮,把绸带看作成(通过摩擦力的作用而)将M和m两个重物连接起来的绳索,这样是否可以用“整体法”了? 关于“情况三中,M的下滑分力只要大于最大静摩擦力,不就能滑动了吗?”在M的下滑分力大于M的最大静摩擦力情况下,m的下滑分力也大于m的最大静摩擦力。此种情况下,m与绸带之间发生滑动,由于M与绸带之间摩擦力大于m与绸带之间摩擦力(绸带与斜面间无摩擦),滑动只会发生在且只会发生在m与绸带之间,不会发生在M与绸带之间,绸带在两个摩擦力差值的作用下随M同步运动。(括号里多说一句:此种情况下,M运动的加速度是大于m运动的加速度的。可以理解吧?) 关于“若质量为零,加速度为无穷大这句话”,我这样猜:F=ma,当F不等于0时,若m=0,a=F/0=无穷大。
再问: 在此种情况下,两者的加速度都是gsina-ugcosa,M的加速度怎么会大于m的加速度?
为什么“由于M与绸带之间摩擦力大于m与绸带之间摩擦力(绸带与斜面间无摩擦),滑动只会发生在且只会发生在m与绸带之间,不会发生在M与绸带之间”

再答: 关于“在此种情况下,两者的加速度都是gsina-ugcosa,M的加速度怎么会大于m的加速度”,我的思路与你不在同一个点上。我是定性分析:由于滑动摩擦力的作用,m受重力得到的下滑加速度会降低,M的受重力得到的下滑加速度也会降低,但是,由于M的质量大于m的质量,同样大小的力对于M的受重力得到的下滑加速度的影响要小一些。 为什么“由于M与绸带之间摩擦力大于m与绸带之间摩擦力(绸带与斜面间无摩擦),滑动只会发生在且只会发生在m与绸带之间,不会发生在M与绸带之间”?当摩擦力达到m与绸带之间发生滑动时需要的数值时,这个数值的摩擦力不足以使M与绸带之间发生滑动,绸带与M同速同步运动。
再问: 关于你的第一段话,我们讨论的情况是:“M的下滑分力大于M的最大静摩擦力情况下,m的下滑分力也大于m的最大静摩擦” 这时两者的滑动摩擦力并不相等呀,一个是uMgcosa,一个是umgcosa,第二段话也是这个问题; 退一步说,如果这时摩擦力是相等的,那么m相对绸带下滑,M相对绸带静止,绸带受力是平衡的,这时我们无法知道M的下滑分力的大小,怎么能确定M下滑(绸带下滑)?
再答: 前面已经分析过,关于“M的下滑分力大于M的最大静摩擦力情况下,m的下滑分力也大于m的最大静摩擦”:在m发生滑动的情况下,m的下滑分力中大于m的最大静摩擦力(亦即m的滑动摩擦力)的部分,作用的结果是m以一定的加速度滑动;在m发生滑动的情况下,M的下滑分力中大于m的最大静摩擦力(亦即m的滑动摩擦力)的部分,作用的结果是M以一定的加速度滑动。因为M与绸带之间的最大静摩擦力大于m的最大静摩擦力,所以M与绸带之间不会滑动。 关于“退一步说... ...”:我们无法知道M的下滑分力的大小,但是我们知道M的下滑分力比m的下滑分力的大,不论m与绸带之间是否发生滑动,绸带都会随着M一起向下滑动。
再问: 你这段话还是默然为摩擦力相等,这样吧,最后一个问题: 在“M的下滑分力大于M的最大静摩擦力情况下,m的下滑分力也大于m的最大静摩擦”的情况下 ,由于这时摩擦力的大小都等于正压力乘以动摩擦系数,所以两个摩擦力一个是uMgcosa,一个是umgcosa, 你说一下我这句话错在哪里(并修改),其它的不要说
再答: 我没说“两个摩擦力一个是uMgcosa,一个是umgcosa,”这句话有错误。 关于两个摩擦力对于绸带的作用,这样描述可以不可以?绸带两端同时分别受到方向相反的uMgcosa和umgcosa的拉力,绸带上承受的拉力只能等于较小的umgcosa;由于uMgcosa大于umgcosa,绸带会被值为uMgcosa-umgcosa的力作用(随着M)而运动。