摘 要: 本文通過對一道高考選擇題的詳細分析,進行了解題之后的思考和質疑,重點說明了物理選擇題語言方面的嚴密性。
關鍵詞: 楔形 軌道 壓力 相對運動 相對加速度
在高三物理一輪復習過程中,筆者碰到了年海南省高考物理選擇題第題,正是這道題引起了我們物理組同事的熱烈討論。題目如下:
如圖1所示,水平地面上有一楔形物塊A,其斜面上有一小物塊B,B與平行于斜面的細繩的一端相連,細繩的另一端固定在斜面上,A與B之間光滑,A與B以共同速度在地面軌道的光滑段向左運動。當它們剛運行至軌道的粗糙段時(?搖?搖 )
A、繩的張力減小,B對A的正壓力減小;
B、繩的張力增加,斜面對B支持力增加;
C、繩的張力減小,地面對A的支持力增加;
D、繩的張力增加,地面對A的支持力減小
解析:本題看似平淡無奇,其實“暗藏殺機”,考查的知識點很多,問題的切入點不太容易發現,愈是分析愈是玄機重重,對考生的思維能力要求較高。
首先A、B從光滑段剛運行至軌道的粗糙段時,其運動狀態的改變存在兩種可能:一、整體以共同的加速度向左勻減速運動;二、A向左勻減速運動的加速度較大導致A、B之間存在相對運動,即B相對于A沿斜面向上加速運動。下面分別對這兩種情況進行分析。
一、A、B仍保持相對靜止時
對B進行受力分析,如圖2所示。由牛頓第二定律得:Nsinθ-Tcosθ=ma(1),Ncosθ+Tsinθ=mg(2)進入粗糙段前,a=0,進入粗糙段后a>0,故N變大,T變小。通過T變小,可以排除選項B、D,通過N變大可以排除選項A。那么是不是就可以認定選項C正確了呢?盡管N變大T變小,但是由(2)式可得二者在豎直方向上的分量之和仍等于B物塊的重力,故B對A的兩個反作用力N′和T′的豎直分量之和也等于B的重力,即地面對A的支持力仍等于A、B二者重力之和。當然,也可以把二者當成一個整體來分析,整體在豎直方向沒有加速度,整體既不超重又不失重,地面對A的支持力等于整體的重力之和。綜上所述,這種情況下,四個選項無一正確。
二、A、B之間存在相對運動時