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  • 如圖所示,斜劈A靜止放置在水平地面上.質量為m的物體B在外力F1和F2的共同作用下沿斜劈表面向下運動.當F1方向水平向右,F(xiàn)2方向沿斜劈的表面向下時,斜劈A受到地面的摩擦力方向向左.若物

    如圖所示,斜劈A靜止放置在水平地面上.質量為m的物體B在外力F1和F2的共同作用下沿斜劈表面向下運動.當F1方向水平向右,F(xiàn)2方向沿斜劈的表面向下時,斜劈A受到地面的摩擦力方向向左.若物體B和斜面間沒有摩擦力作用,則下列說法中正確的是(  )
    A. 若只撤去F1,在物體B仍向下運動的過程中,斜劈A所受地面摩擦力方向可能向右
    B. 若只撤去F1,在物體B仍向下運動的過程中,斜劈A所受地面摩擦力不變
    C. 若只撤去F2,在物體B仍向下運動的過程中,斜劈A所受地面摩擦力方向可能向右
    D. 若只撤去F2,在物體B仍向下運動的過程中,斜劈A所受地面摩擦力不變
    物理人氣:478 ℃時間:2019-09-22 07:25:49
    優(yōu)質解答
    本題可以假設從以下兩個方面進行討論.
    (1)斜劈A表面光滑(設斜面的傾角為θ,A的質量為mA,B的質量為mB
     A、如果撤去F1,使A相對地面發(fā)生相對運動趨勢的外力大小是FN2sinθ=mB gcosθsinθ,方向向右.如圖1所示.由于mB gcosθsinθ<(mB gcosθ+F1sinθ)sinθ,所以A所受地面的摩擦力仍然是靜摩擦力,其方向仍然是向左,而不可能向右.但摩擦力的大小減小,故A錯誤B錯誤;
     C、撤去F2,在物體B仍向下運動的過程中,A所受地面摩擦力的變化情況要從A受地面摩擦力作用的原因角度去思考,即尋找出使A相對地面發(fā)生相對運動趨勢的外力的變化情況.通過分析,使A相對地面有向右滑動趨勢的外力是(mB gcosθ+F1sinθ)sinθ.如圖2、3所示.與F2是否存在無關.所以撤去F2,在物體B仍向下運動的過程中,A所受地面的摩擦力應該保持不變.故C錯誤D正確;

     
    因此,在斜劈表面光滑的條件下,該題的答案應該是:D.
    (2)斜劈A表面粗糙(設A表面的動摩擦因數(shù)為μ)
    在斜劈A表面粗糙的情況下,B在F1、F2共同作用下沿斜面向下的運動就不一定是勻加速直線運動,也可能是勻速直線運動.由題意知,在B沿斜劈下滑時,受到A對它彈力FN 和滑動摩擦力f.根據(jù)牛頓第三定律,這兩個力反作用于A.斜劈A實際上就是在這兩個力的水平分力作用下有相對地面向右運動的趨勢的.FN sinθ>fcosθ,又因為f=μFN,所以FN sinθ>μFN cosθ,即μ<tanθ.
    A、如果撤去F1,在物體B仍向下運動的過程中,N=mgcosθ,f=μN,圖中假設A受的摩擦力fA方向向左
    Nsinθ=fcosθ+fA,則有:fA=Nsinθ-μNosθ=N(sinθ-μcosθ)>0所以斜劈A都有相對地面向右運動的趨勢,摩擦力方向是向左.故AB錯誤;
    B、又由于F2的存在與否對斜劈受地面摩擦力大小沒有影響,故撤去F2后,斜劈A所受摩擦力的大小和方向均保持不變.故C錯誤,D正確;
    故選:D.
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