摘 要: 本文通过对一道高考选择题的详细分析,进行了解题之后的思考和质疑,重点说明了物理选择题语言方面的严密性。
关键词: 楔形 轨道 压力 相对运动 相对加速度
在高三物理一轮复习过程中,笔者碰到了年海南省高考物理选择题第题,正是这道题引起了我们物理组同事的热烈讨论。题目如下:
如图1所示,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与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(?摇?摇 )
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
解析:本题看似平淡无奇,其实“暗藏杀机”,考查的知识点很多,问题的切入点不太容易发现,愈是分析愈是玄机重重,对考生的思维能力要求较高。
首先A、B从光滑段刚运行至轨道的粗糙段时,其运动状态的改变存在两种可能:一、整体以共同的加速度向左匀减速运动;二、A向左匀减速运动的加速度较大导致A、B之间存在相对运动,即B相对于A沿斜面向上加速运动。下面分别对这两种情况进行分析。
一、A、B仍保持相对静止时
对B进行受力分析,如图2所示。由牛顿第二定律得:Nsinθ-Tcosθ=ma(1),Ncosθ+Tsinθ=mg(2)进入粗糙段前,a=0,进入粗糙段后a>0,故N变大,T变小。通过T变小,可以排除选项B、D,通过N变大可以排除选项A。那么是不是就可以认定选项C正确了呢?尽管N变大T变小,但是由(2)式可得二者在竖直方向上的分量之和仍等于B物块的重力,故B对A的两个反作用力N′和T′的竖直分量之和也等于B的重力,即地面对A的支持力仍等于A、B二者重力之和。当然,也可以把二者当成一个整体来分析,整体在竖直方向没有加速度,整体既不超重又不失重,地面对A的支持力等于整体的重力之和。综上所述,这种情况下,四个选项无一正确。
二、A、B之间存在相对运动时