例析“滑塊與斜面體”模型的研究方法

“斜面體與滑塊”這類題目，學(xué)生感覺難度較大。究其原因主要是學(xué)生對該模型的受力本質(zhì)理解不透，易受題目表面形式干擾。現(xiàn)舉例剖析，希望對同學(xué)們有所啟迪。

小結(jié)1：力F只是加在物塊上，斜面體在水平方向的運動趨勢仍取決于滑塊對斜面體作用力在水平方向的合力情況，與F的存在無關(guān)。

拓展2：如圖（2）所示，一質(zhì)量為m的物體在沿斜面向上的拉力F作用下，沿放在水平地面上的質(zhì)量為M的傾角為θ粗糙斜面體勻速下滑，在此過程中斜面體始終保持靜止，則地面對斜面體作用力說法正確的是（？搖 ？搖）。

A.無摩擦力作用 B.有水平向左的靜摩擦力作用

C.支持力大小為（M+m）g D.支持力小于（M+m）g

小結(jié)2：解本題的關(guān)鍵是確定滑塊受外力F前后，斜面體對滑塊的作用力的大小、方向均變化，使斜面體的受力情況變化，巧妙利用力的合成與分解，確定斜面體的運動趨勢，進(jìn)而判斷斜面體的受力變化，達(dá)到盡快解題的目的。

拓展4：如圖（4）所示，對斜面體上的滑塊施以一個沿斜面向上的拉力F作用時，滑塊恰能沿斜面下滑，在此過程中，斜面體相對水平地面保持靜止，則水平地面對斜面體摩擦力說法正確的是（ ？搖？搖）。

A.若滑塊勻速下滑，摩擦力方向水平向右

B.若滑塊加速下滑時，摩擦力方向水平向左

C.若滑塊減速下滑時，摩擦力方向水平向右

D.若滑塊減速下滑時，可能有摩擦力，也可能沒有，摩擦力方向不確定

拓展5：如圖（5）所示，斜面體的質(zhì)量為M，放在水平地面上，質(zhì)量為m的滑塊以某一初速度沿斜面體向上滑，至速度減為零后又加速返回，整個過程斜面體始終保持靜止，則在m上、下滑的整個過程中，以下說法正確的是（？搖 ？搖）。

A.地面對M的摩擦力方向未改變

B.地面對M的摩擦力方向先向左后向右

C.地面對M的摩擦力大小未改變

D.m上滑時地面對M的摩擦力大于m下滑時地面對M的摩擦力

拓展6：如圖（6）所示，一質(zhì)量為m的滑塊從一斜面上沿斜面下滑，而斜面體對地面保持靜止，斜面體受到地面的摩擦力下列說法正確的是（？搖 ？搖）。

A.若滑塊勻速下滑，斜面體不受摩擦力作用

B.若滑塊勻速下滑，摩擦力方向水平向左

C.若滑塊減速下滑，摩擦力方向水平向右

D.若滑塊加速下滑，摩擦力方向水平向右

解析：據(jù)題意知，若滑塊沿斜面勻速下滑時，斜面體受力分析如圖6（a），斜面體不受摩擦力?；瑝K加速下滑時，滑塊受力分析圖6（b），滑塊施加給斜面體的作用力F′斜向右下方，如圖6（c），地面對M的摩擦力水平向左。滑塊沿斜面減速下滑時，滑塊受力分析如圖6（d），滑塊作用在斜面體的作用力F′斜向左下方如圖6（e），斜面體受到的靜摩擦力水平向右。通過上述分析知道A、C正確。

③運用整體法對滑塊與斜面體組成的系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律，也可以判斷出斜面體水平方向受力情況（此處不做贅述）。

系統(tǒng)牛頓第二定律法運用難度大，大多數(shù)學(xué)生不易理解該模型受力本質(zhì)。力的合成與分解圖示法可幫助學(xué)生深刻理解該模型受力本質(zhì)，迅速得到答案。

總之，盡管“斜面體與滑塊”這一模型的外在形式千差萬別，但這類問題的本質(zhì)相同。地面對斜面體的靜摩擦力方向取決于滑塊對斜面體的力在水平方向上的合力，只要抓住這個本質(zhì)問題即可迎刃而解，真正收到做一題通一類的效果。