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2010年高考海南卷物理第5题答案的商榷

2012-01-23吴振鹏

物理通报 2012年4期
关键词:支持力细绳物块

吴振鹏

(枞阳县浮山中学 安徽 安庆 246736)

高考题一直以严谨著称,但有个别好题经过推敲可能也会有瑕疵.例如,2008年高考海南省考查了斜面上滑块的摩擦力方向的多解,2010年又考了相似题,可答案均不够严密.教学过程中,笔者发现有几个问题值得思考.

图1

【原题】(2010年高考海南卷物理第5题)如图1,水平地面上有一楔形物块a,其斜面上有一小物块b,b与平行于斜面的细绳的一端相连,细绳的另一端固定在斜面上.a与b之间光滑,a和b以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动.当它们刚运行至轨道的粗糙段时

A.绳的张力减小,b对a的正压力减小

B.绳的张力增加,斜面对b的支持力增加

C.绳的张力减小,地面对a的支持力增加

D.绳的张力增加,地面对a的支持力减小

答案:选项C.

解析:运动到粗糙部分,物块b相对a上滑,绳松弛,张力减为零;加速度有垂直斜面向上的分量,对b的支持力增加;b相对上滑,故超重,地面对a的支持力增加.

问题一:物块b一定相对a上滑吗?

假设a,b相对静止,对整体而言,加速度a 水平向右, 如图2.沿斜面方向,只要满足acosθ

图2

问题二:物块b相对上滑,就是相对向上加速吗?相对向上加速就超重吗?

如图3,沿斜面方向,物块a的加速度满足a1cosθ>gsinθ时,绳不能推,b沿斜面向下的加速度只能为a2x=gsinθ,发生相对滑动;垂直斜面方向上,加速度相等,a1y=a2y,由图3可知,a2的竖直分量大于零,地面对a的支持力增大.

图3

结论:地面对a的支持力如何变化,取决于a和地面的摩擦因数,如μ≤tanθ,a,b相对静止,地面对a的支持力不变;如μ>tanθ,a,b相对滑动,地面对a的支持力增大.

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