江苏2019力学难题图

发布 2022-09-10 08:45:28 阅读 9655

我是这样考虑的:

首先假设两个物块和绸带都不产生相对滑动,显然可以把它们看做是一个整体进行分析;

然后考虑m与绸带产生相对滑动,摩擦力是umgcosa,若此时m也与绸带产生相对滑动,摩擦力是umgcosa,显然小于前者,所以m定会与绸带发生滑动,而绸带是轻质的,也就是没有质量,那么会产生无穷大的加速度,这是不可能的,所以产生了矛盾,这就说明m不可能与绸带产生滑动;

最后考虑,在m不产生滑动的情况下,m是否会相对绸带滑动。首先我们可以把m和绸带看成一个整体,它只受一个mgsina的力,假设m与绸带滑动,那么产生umgcosa的摩擦力,这两个可能相等也可能不相等(m,m有不同的加速度而已),所以m是有可能产生滑动的。

而要考虑a为什么对?只需要认识到绸带是轻质的,作用在它之上的外力必须平衡,否则它就会有无穷大的加速度,这是不现实的。

是这样的,我说的合力是沿绸带运动方向上的合力,绸带通过其自身的张力将受到的摩擦力进行传递,我们看到虽然两个摩擦力的方向是沿斜面向下的,但是斜面还有支持力,所以两个斜向下的摩擦力的向下分量肯定是被抵消了,只有左右方向上的分量,而这两个力必须相等,否则就会产生无穷大的加速度。

另外,m是不可能相对绸带滑动的,那么在m运动的时候,绸带会跟着m运动。

本题的关键是“轻质绸带”。

第1步分析:因绸带是轻质模型,质量可视为零,故无论如何运动,所受合力为零,即受力平衡,而题中绸带在斜面上所受三力,一是斜面向上支撑的弹力,另二个为二侧的摩擦力,因平衡,故二侧摩擦力必定相等。

故选项a正确。

第2步分析:是否会出现m相对绸带滑动呢?结论是也不会。因一旦滑动,则绸带左侧所受摩擦力即为与m之间的滑动摩擦力,将会比绸带右侧所受摩擦力大,绸带无法平衡,故选项c正确。

第3步分析:是否会出现二物体一起相对斜面静止,结论是不会。因静平衡时二物体皆需与自身下滑力(重力沿斜面向下的分力)平衡,而二物下滑力不同,致二摩擦力不同,与选项a矛盾。

第4步分析:是否会出现二物体皆向下运动,即m向左侧运动,m向右侧运动,结论是也不会。因一旦这样运动,绸带二侧皆受滑动摩擦力,而两边的滑动摩擦力不同,也与选项a矛盾。

第5步分析:综合第分析可知,只有这样的运动是可能的。m向左侧运动(与绸带无相对滑动,为静摩擦力),m或静止在斜面上(与绸带间有滑动)或向上运动(与绸带间有滑动)或与绸带一起向上运动(与绸带间有静摩擦力),此类运动情境可致绸带二侧所受摩擦力相等。

即二物块是可能相对绸带静止的(三者一起运动),故选项b错误。

即m是可能相对斜面向上运动的(说“可能”是因为也可能相对斜面静止),故选项d错误。

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