在动力学中,斜面模型是一种基本模型。
斜面模型一般采用正交分解法,沿斜面和垂直斜面建立直角坐标系。
1.斜面对物体支持力为mgcosθ。
2.滑动摩擦力大小为μmgcosθ。
3.沿斜面运动加速度:
①光滑斜面上滑下滑:
a=gsinθ,方向沿斜面向下。
②粗糙斜面加速下滑:(gsinθ>μgcosθ即μ ③粗糙斜面减速下滑:(μgcosθ>gsinθ即μ>tanθ),理解为足够粗糙,a=μgcosθ-gsinθ,方向沿斜面向上,运动到最低点后静止,滑动摩擦突变为静摩擦力mgsinθ。 ④粗糙斜面匀速下滑:gsinθ=μgcosθ,即μ=tanθ。 ⑤粗糙斜面减速上滑:a=gsinθ+μgcosθ,方向沿斜面向下。 Ⅰ.若gsinθ>μgcosθ,做折返运动,折返后加速度a′=gsinθ-μgcosθ,方向沿斜面向下。 Ⅱ.若μgcosθ≥gsinθ,运动到最高点后静止,滑动摩擦突变为静摩擦力mgsinθ。 例题:滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑,到达最高点B后返回到底端。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄,频闪照片示意图如图所示。与图乙中相比,图甲中滑块() A.受到的合力较小 B.经过A点的动能较小 C.在A、B之间的运动时间较短 D.在A、B之间克服摩擦力做的功较小 例题:如图所示, 一倾角为37°的斜面固定在水平地面上,一物块在水平力F作用下静止在斜面上,物块的质量为0.3kg,物块与斜面间的动摩擦因数为。g取10m/s2,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则F的大小可能为(B) A.0.8N B.3.0N C.5.0N D.6.0N 例题:如图所示, 倾角为α的斜面固定在水平面上,一根不可伸长的轻绳一端连接在置于斜面的物体a上,另一端绕过光滑的定滑轮与小球b连接,轻绳与斜面平行,定滑轮到小球b的距离为L。用手按住物体a不动,把小球b拉开很小的角度后释放,使小球b做单摆运动,稳定后放开物体a。当小球运动到最高点时,物体a恰好不下滑,整个过程物体a始终静止。忽略空气阻力及定滑轮的大小,重力加速度为g。下列说法正确的是() A.小球b多次经过同一位置的动量可以不同 B.小球b摆到最低点时,物体a受到的摩擦力一定沿斜面向下 C.物体a与斜面间的摩擦因数μ=tanα D.物体a受到的摩擦力变化的周期T=π√(L/g) 例题:如图在设计三角形的屋顶时, 使雨水尽快地从屋顶流下,并认为雨水是从静止开始由屋顶无摩擦地流动,试分析:在屋顶宽度(2L) 一定的条件下,屋顶的倾角应该多大?雨水流下的最短时间是多少? 例题:冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一、某冰滑梯的示意图如图所示, 螺旋滑道的摩擦可忽略:倾斜滑道和水平滑道与同一滑板间的动摩擦因数μ相同,因滑板不同μ满足μ?≤μ≤1.2μ?。在设计滑梯时,要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑,且滑行结束时停在水平滑道上,以下L?、L?的组合符合设计要求的是(CD) A.L?=h/2μ?,L?=3h/2μ? B.L?=4h/3μ?,L?=h/3μ? C.L?=4h/3μ?,L?=2h/3μ? D.L?=3h/2μ?,L?=h/μ? ?螺旋倾角θ=螺旋长度/长度