2010年高考海南卷物理第5題答案的商榷

吳振鵬

(樅陽縣浮山中學(xué) 安徽 安慶 246736)

高考題一直以嚴(yán)謹(jǐn)著稱，但有個(gè)別好題經(jīng)過推敲可能也會(huì)有瑕疵.例如，2008年高考海南省考查了斜面上滑塊的摩擦力方向的多解，2010年又考了相似題，可答案均不夠嚴(yán)密.教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)有幾個(gè)問題值得思考.

圖1

【原題】(2010年高考海南卷物理第5題)如圖1，水平地面上有一楔形物塊a，其斜面上有一小物塊b，b與平行于斜面的細(xì)繩的一端相連，細(xì)繩的另一端固定在斜面上．a(chǎn)與b之間光滑，a和b以共同速度在地面軌道的光滑段向左運(yùn)動(dòng)．當(dāng)它們剛運(yùn)行至軌道的粗糙段時(shí)

A．繩的張力減小，b對(duì)a的正壓力減小

B．繩的張力增加，斜面對(duì)b的支持力增加

C．繩的張力減小，地面對(duì)a的支持力增加

D．繩的張力增加，地面對(duì)a的支持力減小

答案：選項(xiàng)C.

解析：運(yùn)動(dòng)到粗糙部分，物塊b相對(duì)a上滑，繩松弛，張力減為零；加速度有垂直斜面向上的分量，對(duì)b的支持力增加；b相對(duì)上滑，故超重，地面對(duì)a的支持力增加.

問題一：物塊b一定相對(duì)a上滑嗎？

假設(shè)a,b相對(duì)靜止，對(duì)整體而言，加速度a 水平向右， 如圖2.沿斜面方向，只要滿足acosθ

圖2

問題二：物塊b相對(duì)上滑，就是相對(duì)向上加速嗎？相對(duì)向上加速就超重嗎？

如圖3，沿斜面方向，物塊a的加速度滿足a1cosθ>gsinθ時(shí)，繩不能推，b沿斜面向下的加速度只能為a2x=gsinθ，發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)；垂直斜面方向上，加速度相等，a1y=a2y,由圖3可知，a2的豎直分量大于零，地面對(duì)a的支持力增大.

圖3

結(jié)論：地面對(duì)a的支持力如何變化，取決于a和地面的摩擦因數(shù)，如μ≤tanθ，a,b相對(duì)靜止，地面對(duì)a的支持力不變；如μ>tanθ，a,b相對(duì)滑動(dòng)，地面對(duì)a的支持力增大.