(2014•合肥模拟)一斜劈静止于粗糙的水平地面上,在其斜面上放一滑块m,若给m一向下的初速度v0,则m正好保持匀速下滑

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  • 解题思路:由题,滑块原来匀速下滑,合力为零;斜面保持静止状态,合力也为零.以滑块和斜面整体为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件分析地面对斜面的摩擦力和支持力.木块可能受两个力作用,也可能受到四个力作用.

    m原来保持匀速下滑,M静止,以滑块和斜面组成的整体为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件得知地面对斜面没有摩擦力,如有摩擦力,整体的合力不为零,将破坏平衡状态与题矛盾.对m,有:mgsinθ=f=μmgcosθ,即得sinθ=μcosθ,θ是斜面的倾角.

    A、当施加竖直向下的力F1时,对整体受力分析,在竖直方向合力为零,水平方向合力为零,故地面对M无摩擦力,

    对m受力分析可知,(mg+F)sinθ-μ(mg+F)cosθ=0,所以m做匀速运动,故A正确;

    B、在m上加一沿斜面向下的力F2,如图,物块所受的合力将沿斜面向下,故做加速运动,但m与斜面间的弹力大小不变,故滑动摩擦力大小不变,即物块所受支持力与摩擦力的合力仍然竖直向上,则斜面所受摩擦力与物块的压力的合力竖直向下,则斜面水平方向仍无运动趋势,故仍对地无摩擦力作用,故B正确;

    C、在m上加一水平向右的力F3,沿斜面方向:mgsinθ-F3cosθ-μ(mgcosθ+F3sinθ)<0,故物体做减速运动;对物块,所受支持力增加了F3sinθ,则摩擦力增加μF3sinθ,即支持力与摩擦力均成比例的增加,其合力方向还是竖直向上,如图:

    则斜面所受的摩擦力与压力的合力方向还是竖直向下,水平方向仍无运动趋势,则不受地面的摩擦力,故C正确;

    D、无论在m上加上什么方向的力,m对斜面的压力与m对斜面的摩擦力都是以1:μ的比例增加,则其合力的方向始终竖直向下,斜面便没有运动趋势,始终对地面无摩擦力作用,故D错误.

    本题选择错误的,故选:D.

    点评:

    本题考点: 静摩擦力和最大静摩擦力;力的合成与分解的运用.

    考点点评: 本题中木块与斜面都处于平衡状态,研究对象可以采用隔离法,也可以采用整体法研究.

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