专题三滑块滑板类问题

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2022届高考物理一轮复习 专题三 “传送带”模型和“滑块—滑板”模型学案 新人教版

2022届高考物理一轮复习 专题三 “传送带”模型和“滑块—滑板”模型学案 新人教版

专题三“传送带”模型和“滑块—滑板”模型

考点一“传送带”模型

多维探究

1.模型特点:传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题.

2.解题关键:传送带问题求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断.

题型1|水平传送带

(1)求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断.

(2)判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度.物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻.

例1 [2021·黄冈一模]如图所示,水平传送带沿顺时针方向以恒定速率v0匀速转动,传送带的右侧上方固定一挡板.在t=0时刻,将一滑块轻轻放在传送带的左端.当滑块运动到挡板所在的位置时,与挡板发生碰撞,已知碰撞时间极短,不计碰撞过程中的能量损失.某同学画出了滑块从t=0时刻到与挡板第二次碰撞前的v­t图象,其中可能正确的是( )

[教你解决问题]

题型2|倾斜传送带

解决倾斜传送带问题时要特别注意mg sin θ与μmg cos θ的大小和方向的关系,进一步判断物体所受合力与速度方向的关系,确定物体运动的情况.

例2 如图所示,

足够长的传送带与水平面夹角为

θ,以速度v 0逆时针匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为m 的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ,则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是( )

【考法拓展1】 在【例2】中若将“μ<tan θ”改为“μ>tan θ”,答案应选什么?

【考法拓展2】 若将【例2】中的传送带改为水平,其他条件不变,答案应选什么?

滑块—滑板模型

滑块—滑板模型

高三物理专题复习: 滑块—滑板模型

典型例题:

例1.

如图所示,在粗糙水平面上静止放一长L质量为1的木板B ,

一质量为1的物块A以速度s m v /0.20=滑上长木板B 的左端,物

块与木板的摩擦因素μ1=0.1、木板与地面的摩擦因素为μ2=0.1,

已知重力加速度为10m 2,求:(假设板的

长度足够长)

(1)物块A 、木板B 的加速度;

(2)物块A 相对木板B 静止时A 运动的

位移;

(3)物块A 不滑离木板B,木板B 至少多长?

考点: 本题考查牛顿第二定律及运动学规律

考查:木板运动情况分析,地面对木板的摩擦力、木板的加速

度计算,相对位移计算。

解析:(1)物块A 的摩擦力:N mg

f A 11==μ A 的加速度:21/1s m m f a A -=-= 方向向左

木板B 受到地面的摩擦力:A g m M f f N 2)(2>=+=μ地

故木板B 静止,它的加速度02=a

(2)物块A 的位移:m a v S 222

0=-= (3)木板长度:m S L 2=≥

拓展1.

在例题1中,在木板的上表面贴上一层布,使得物块与木板的

摩擦因素

μ3=0.4,其余条件保持不变,(假设木板足够长)求:

(1)物块A 与木块B 速度相同时,物块A 的速度多大?

(2)通过计算,判断速度相同以后的

运动情况;

(3)整个运动过程,物块A与木板B相互摩擦产生的摩擦热

多大?

考点:牛顿第二定律、运动学、功能关系

考查:木板与地的摩擦力计算、是否共速运动的判断方法、相对

位移和摩擦热的计算。

解析:对于物块A:N mg f A 44==μ 1分

专题滑块滑板问题的综合求解

专题滑块滑板问题的综合求解
A.物块先做匀减速直线运动,接着做匀速直线运动 B.物块沿传送带向上运动的时间为6.2s C.物块在传送带上运动的全过程中,因摩擦力做功而产生的热量为Q=128.8J D.物块的机械能先减小,后增大,再减小
【精讲精析】选B、D。上滑过程中a1=μgcosθ+gsinθ=10m/s2,
与传送带共速时上滑的位移
答案:(1) 12mv02+μmgL
(2)μmgL-mv0(
v
2 0

2gL-v0
)
四、“滑块+滑板”与图像结合问题 【例证4】如图甲,长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=2kg的另一 物体B以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的表面。由于A、B 间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示,则下列说法错 误的是( )
x1=
v12
2
v=0219.2m,
a1
接下来a2=gsinθ-μgcosθ=2m/s2,
继续做匀减速直线运动x2=
0 v1=2 25m,直到速度为零;下滑过程中
2a2
加速度仍为a2,做匀加速直线运动,故A错误;上滑的过程分两段,第一
段t1= v1a1v=0 1.2s,第二段t2=
A.木板获得的动能为2J B.系统损失的机械能为2J C.木板A的最小长度为1m D.A、B间的动摩擦因数为0.1

人教版高中物理-滑块--滑板模型专题

人教版高中物理-滑块--滑板模型专题

《滑块—滑板模型专题练习》

1.如图所示,一质量M =50kg、长L=3m的平板车静止在光滑水平地面上,平板车上表面距地面的高度h=1.8m。一质量m=10kg可视为质点的滑块,以v0=7.5m/s的初速度从左端滑上平板车,滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.5,取g =10m/s2。

(1)分别求出滑块在平板车上滑行时,滑块与平板车的加速度大小;

(2)计算说明滑块能否从平板车的右端滑出。

2.如图,A为一石墨块,B为静止于水平面的足够长的木板,已知A的质量m A和B的质量m B均为2kg,A、B之间的动摩擦因数μ1 = 0.05,B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1 。t=0时,电动机通过水平细绳拉木板B,使B做初速度为零,加速度a B=1m/s2的匀加速直线运动。最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g=10m/s2。求:

(1)当t1=1.0s时,将石墨块A轻放在木板B上,此时A的加速度a A大小;

(2)当A放到木板上后,保持B的加速度仍为a B=1m/s2,此时木板B所受拉力F的大小;(3)当B做初速度为零,加速度a B=1m/s2的匀加速直线运动,t1=1.0s时,将石墨块A轻放在木板B上,则t2=2.0s时,石墨块A在木板B上留下了多长的划痕?

3.如图,一块质量为M = 2kg、长L = 1m的匀质木板放在足够长的光滑水平桌面上,初始时速度为零.板的最左端放置一个质量m = 1kg的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为μ = 0.2,小物块上连接一根足够长的水平轻质细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮(细绳与滑轮间的摩擦不计,木板与滑轮之间距离足够长,g = 10m/s2)。

滑块滑板模型题目

滑块滑板模型题目

滑块滑板模型经典题

1.如图甲所示,水平地面上有一静止平板车,车上放一质量为m的物块,物块与平板车的动摩擦因数为0.2(设最大静摩擦擦等于滑动摩擦),t=0时,车在外力作用下开始沿水平面做直线运动,其v﹣t图象如图乙所示,已知t=12s时,平板车停止运动,此后平板车始终静止.g取10m/s2,在运动过程中物块未从平板车上掉下.

(1)求t=3s时物块的加速度;

(2)求t=8s时物块的速度;

(3)若物块相对平板车的运动会留下痕迹,请求出物块整个运动过程中在平板车上留下的痕迹的长度.

2.如图所示,一平板车以某一速度v0匀速行驶,某时刻一货箱(可视为质点)无初速度地放置于平板车上,货箱离车后端的距离为l=3m,货箱放入车上的同时,平板车开始刹车,刹车过程可视为做a=4m/s2的匀减速直线运动.已知货箱与平板车之间的摩擦因数为μ=0.2,g=10m/s2.求:

(1)为使货箱不从平板上掉下来,平板车匀速行驶时的速度v0应满足什么条件?(2)如果货箱恰好不掉下,则最终停在离车后端多远处?

3.如图所示,将小物体(可视为质点)置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的恒力F拉动纸板,拉力大小不同,纸板和小物体的运动情况也不同.若纸板的质量m1=0.1kg,小物体的质量m2=0.4kg,小物体与桌面右边缘的距离d=0.15m,已知各接触面间的动摩擦因数均为μ=0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,g取

10m/s 2.求:

(1)当小物体与纸板一起运动时,桌面给纸板的摩擦力大小;

(2)拉力F 满足什么条件,小物体才能与纸板发生相对滑动;

模型二、三滑板滑块、子弹打木块模型(有答案版)

模型二、三滑板滑块、子弹打木块模型(有答案版)

此过程产生了多少热量?怎么算?
(1)Q umgL 0.2110 2 4J
(2)Q E 1 mV 2 1 2m(V)2 4J
2
2
2
考前训练3:
1、d=_1_._8_8_0_±__0_._0_0_2_mm 2、U=3_5_._2V(直流电压50V量程) 3、I=_7_0_mA(电流100mA量程)
=4.2(m/s)
1、子弹以水平速度射向原来静止或运动的木 块,留在木块中跟木块共同运动 ,或射穿木块 。
2、子弹在木块中穿行时,有摩擦力做功,故 系统机械能不守恒。
例: 设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在 光滑水平面上的质量为M的木块,并留在木块
中不再射出,子弹钻入木块深度为d。求木块对
子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的
fL

2mMv
2 0
M m
对A,向左运动的最大距离为
v0 v0
B L0
L1
L1

v02 2a A

mM 4M
L
L2
方法2、用动能定理和动量定理求解。
A刚好没有滑离B板,表示当A滑到B板的最左端时,A、B具有
相同的速度,设此速度为v,经过时间为t, A和B的初速度的大
小为v0,则据动量定理可得:
(7)物块A与木板B摩擦产生的热量Q多大?

人教版高中物理必修第1册 第四章 专题3 滑块-滑板模型

人教版高中物理必修第1册 第四章 专题3 滑块-滑板模型
A.滑块的质量 m=2 kg B.木板的质量 M=2 kg C.滑块与木板间动摩擦因数为 0.1 D.当 F=8 N 时滑块的加速度大小为 2 m/s2
解析
由题图乙知,F=6 N 时,加速度为 a=1 m/s2,对整体分析,由牛顿第二定律有 F=(M+m)a,代入数据解
得 M+m=6 kg;当 F>6 N 时,对木板,根据牛顿第二定律得 a=F-μmg= 1 F-μmg,可知图线的斜率 k= 1 =
(1)μ2(m1+m2)g<F≤(μ1+μ2)(m1+m2)g
(2)9.5 N
专题3 滑块-滑板模型
刷题型
解析
(1)设水杯的最大加速度为 a0,桌布的加速度大小为 a′,对水杯、桌布由牛顿第二定律有 μ1m1g=m1a0, F-μ1m1g-μ2(m1+m2)g=m2a′,水杯和桌布保持相对静止应满足 a′≤a0,解得拉力 F≤(μ1+μ2)(m1+m2)g.要使 水杯和桌布能够运动,须使 F>μ2(m1+m2)g.综上所述,拉力应满足的条件是μ2(m1+m2)g<F≤(μ1+μ2)(m1+ m2)g.
A.当 F≤16 N 时,两物体均静止不动 B.当 F>30 N 时,A、B 间必定产生相对滑动 C.当 F=40 N 时,A、B 间的摩擦力大小为 24 N D.当 F=60 N 时,A 的加速度大小为 5 m/s2
解析
A、B 间的最大静摩擦力为 f1=μ1mAg=30 N,B 与地面间的最大静摩擦力为 f2=μ2(mA+mB)g=16 N, 故当 F≤16 N 时,两物体均静止不动,A 正确;A、B 间恰好相对滑动时,对整体有 F-f2=(mA+mB)a1,对 A 有 F-f1=mAa1,解得 F=72 N,所以只有当 F>72 N 时,A、B 间才产生相对滑动,B 错误;当 F=40 N 时,A、B 相对静止,一起滑动,对整体有 F-f2=(mA+mB)a2,对 A 有 F-f′1=mAa2,解得 f′1=22 N,C 错 误;当 F=60 N 时,A、B 相对静止,一起滑动,有 F-f2=(mA+mB)a3,解得 a3=5.5 m/s2,D 错误.

2020届高考物理必考经典专题 专题06 动力学、动量和能量观点的综合应用(含解析)

2020届高考物理必考经典专题 专题06 动力学、动量和能量观点的综合应用(含解析)

2020届高考物理必考经典专题

专题6 动力学、动量和能量观点的综合应用

考点一 “子弹打木块

”类问题的综合分析

子弹以水平速度射向原来静止的木块,并留在木块中跟木块共同运动.下面从动量、能量和牛顿运动定律等多个角度来分析这一类问题.

1.动量分析

子弹和木块最后共同运动,相当于完全非弹性碰撞,子弹射入木块过程中系统动量守恒mv0=(M+m)v. 2.能量分析

该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能.设平均阻力大小为Ff,子弹、木块的位移大小分别为s1,s2,子

弹钻入深度为d,如图所示,有s1-s2=d;对子弹应用动能定理有-F f s 1=错误!未找到引用源。

mv 2-错误!未找到引用源。m 错误!未找到引用源。;对木块应用动能定理有F f s 2=错误!未找到引用源。mv2,联立解得F f d=错误!未找

到引用源。m 错误!未找到引用源。-错误!未找到引用源。(M+m)v2=202()

Mmv M m +错误!未找到引用源。.式中F f d 恰好等于系统动能的损失量,根据能量守恒定律,系统动能的损失量应该等于系统内能的增加量,则有ΔE k =F f d

=Q=202()

Mmv M m +错误!未找到引用源。,由此可得结论:两物体由于摩擦产生的热量(机械能转化为内能),数值上等于摩擦力大小与两物体相对滑动路程的乘积.由上面各式联立可得F f =202()Mmv M m d

+错误!未找到引用源。,s 2=m M m

+错误!未找到引用源。d.

3.动力学分析

从牛顿运动定律和运动学公式出发,也可以得出同样的结论.由于子弹和木块都在恒力作用下做匀变速运动,

滑块与滑板类问题

滑块与滑板类问题

板块的临界问题

【例1】木板M 静止在光滑水平面上,木板上放着一个小滑块m ,与木板之间的动摩擦因数μ,为了使得m 能从M 上滑落下来,求下列各种情况下力F 的大小范围。

解析(1)m 与M 刚要发生相对滑动的临界条件:①要滑动:m 与M 间的静摩擦力达到最大静摩擦力;②未滑动:此时m 与M 加速度仍相同。受力分析如图,先隔离m ,由牛顿第二定律可得:a=μmg/m=μg 再对整体,由牛顿第二定律可得:F0=(M+m)a

解得:F0=μ(M+m) g

所以,F 的大小范围为:F>μ(M+m)g

(2)受力分析如图,先隔离M ,由牛顿第二定律可得:a=μmg/M 再对整体,由牛顿第二定律可得:F0=(M+m)a 解得:F0=μ(M+m) mg/M

所以,F 的大小范围为:F>μ(M+m)mg/M 板块的动力学问题

【例2】如图所示,有一块木板静止在光滑水平面上,木板质量M=4kg ,长L=1.4m.木板右端放着一个小滑块,小滑块质量m=1kg ,其尺寸远小于L ,它与木板之间的动摩擦因数μ=0.4,g=10m/s2,

(1)现用水平向右的恒力F 作用在木板M 上,为了使得m 能从M 上滑落下来,求F 的大小范围. (2)若其它条件不变,恒力F=22.8N ,且始终作用在M 上,求m 在M 上滑动的时间. [解析](1)小滑块与木板间的滑动摩擦力

f=μFN=μmg=4N…………①

滑动摩擦力f 是使滑块产生加速度的最大合外力,其最大加速度

a1=f/m=μg=4m/s2 …②

当木板的加速度a2> a1时,滑块将相对于木板向左滑动,直至脱离木板 F-f=m a2>m a1 F> f +m a1=20N …………③ 即当F>20N ,且保持作用一般时间后,小滑块将从木板上滑落下来。

物理板块问题经典题型总结

物理板块问题经典题型总结

物理板块问题经典题型总结

以下是常见的物理板块问题的经典题型,包括典型问题、解题方法以及常见错误等。

一、滑块-滑板问题

1. 典型问题:一个滑块以初速度v₀放在光滑斜面底端,滑块和滑板之间的滑动摩擦力为f,滑板足够长,滑块在滑板上滑行的时间为t₁,滑块在滑板上滑行的距离为s₁。

2. 解题方法:使用牛顿第二定律和运动学公式解题。

3. 常见错误:忽略滑板对滑块的反向作用力,导致计算错误。

二、斜面-滑块问题

1. 典型问题:一个滑块放在斜面底端,斜面的倾角为θ,滑块受到的重力为G,斜面对滑块的支持力为N,滑动摩擦力为f,滑块沿斜面滑行的加速度为a。

2. 解题方法:使用牛顿第二定律和运动学公式解题。

3. 常见错误:忽略斜面对滑块的摩擦力作用,导致计算错误。

三、传送带问题

1. 典型问题:一个物体放在传送带上,传送带的速度为v₀,物体受到的滑

动摩擦力为f,物体在传送带上滑行的距离为s₁。

2. 解题方法:使用牛顿第二定律和运动学公式解题。

3. 常见错误:忽略传送带对物体的反向作用力,导致计算错误。

四、绳-滑块问题

1. 典型问题:一个滑块通过一根轻绳连接在固定点上,轻绳的长度为L,滑块受到的重力为G,滑动摩擦力为f,滑块在水平面上做圆周运动的半径为r。

2. 解题方法:使用牛顿第二定律和向心力公式解题。

3. 常见错误:忽略绳对滑块的拉力作用,导致计算错误。

以上是一些常见的物理板块问题的经典题型,通过掌握这些题型的解题方法和常见错误,可以更好地理解和掌握物理板块问题的解题技巧。

滑块——滑板问题的典型例题

滑块——滑板问题的典型例题

滑块——滑板问题典型例题<br>例题 1.(多选)光滑水平面上,木板 m1 向左匀速运动.t=0 时刻,木块从木板 的左端向右以与木板相同大小的速度滑上木板,t1 时刻,木块和木板相对静止, 共同向左匀速运动.以 v1 和 a1 表示木板的速度和加速度,以 v2 和 a2 表示木块的 速度和加速度,以向左为正方向,则下列图像正确的是( )<br>v<br>v m2<br>m1<br>a<br>a2<br>o<br>t1 t<br>a1 A<br>a a2<br>o<br>t1 t<br>a1<br>B<br>v<br>v1<br>o<br>t1<br>t<br>v2 C<br>v<br>v1<br>o<br>t1 t<br>v2 D<br>【答案】:BD<br>【解析】:t=0 时刻,木块从木板的左端向右以与木板相同大小的速度滑上木板,在摩擦力作用下,二者均 做匀减速直线运动。根据题述“t1 时刻,木块和木板相对静止,共同向左匀速运动”可知木块的速度先向右 减小到零,即木块加速度大小大于木板,图像 B 正确;之后木块再向左加速,最终与木板共速,图像 D 正 确。选 BD.<br>例题 2.在光滑水平面上有一质量为 m1 的足够长的木板,其上叠放一质量为 m2 的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块 施加一随时间 t 增大的水平力 F=kt(k 是常量),木板和木块加速度的大小分别 为 a1 和 a2。下列反映 a1 和 a2 随时间 t 变化的图线中正确的是( )<br>F m2<br>m1<br>a<br>a2<br>a1<br>o A<br>t<br>a a2<br>a1<br>o B<br>t<br>a<br>a1<br>a2<br>o C<br>t<br>a<br>a2<br>a1<br>o D<br>t<br>【答案】:A<br>【解析】:当 F 比较小时,两个物体相对静止,一起匀加速运动,根据牛顿第二定律,有 F=(m1+m2)a,<br>解得 a=m1+F m2=m1+kt m2,即木板和木块的加速度相同且与时间成正比。当 F 比较大时,木块相对于木板<br>向右运动,两者加速度不同,即当木板与木块间的摩擦力达到 μm2g 后两者发生相对滑动,对木块有 F-<br>μm2g=m2a2,a2=F-mμ2m2g=mkt2-μg,故其图线的斜率增大;对木板,在发生相对滑动后,有 μm2g=m1a1,<br>故 a1=μmm21g为定值。所以选项 A 正确。<br>例题 3.质量 M=1 kg 的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦<br>L<br>因数 μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量 m=1 kg、大小可以忽略的铁块,铁块与 m<br>木板间的动摩擦因数 μ2=0.4,取 g=10 m/s2,试求:<br>M<br>(1)若木板长 L=1 m,在铁块上加一个水平向右的恒力 F=8 N,经过多长时间铁块运动到木板的右端?<br>(2)若在铁块上的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力 F,通过分析和计算后,请在图中画<br>出铁块受到木板的摩擦力 f2 随拉力 F 大小变化的图像。(设木板足够长)<br>1<br><br>

滑板滑块问题

滑板滑块问题

滑板滑块问题

【例1】如图所示,一足够长的木板B 静止在水平地面上,有一小滑块A 以v 0=2 m/s 的水平初速度冲上该木板.已知木板质量是小滑块质量的2倍,木板与小滑块间的动摩擦因数为μ1=0.5,木板与水平地面间的动摩擦因数为μ2=0.1,求小滑块相对木板滑行的位移是多少?(g 取10 m/s 2)

【练习】长为1.5m 的长木板B 静止放在水平冰面上,小物块A 以某一初速度从木板B 的左 端滑上长木板B ,直到A 、B 的速度达到相同,此时A 、B 的速度为0.4m/s ,然后A 、B 又一 起在水平冰面上滑行了8.0cm 后停下.若小物块A 可视为质点,它与长木板B 的质量相同,

A 、

B 间的动摩擦因数μ1=0.25.求:(取g =10m/s 2)

(1)木块与冰面的动摩擦因数;

(2)小物块相对于长木板滑行的距离;

(3)为了保证小物块不从木板的右端滑落,小物块滑上长木板的初速度应为多大?

A v B

【例2】如图所示,质量M=8 kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力F=8 N,当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2 kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数 =0.2,小车足够长(取g=l0 m/s2).求:(1)小物块放后,小物块及小车的加速度大小各为多大?

(2)经多长时间两者达到相同的速度?

(3)从小物块放上小车开始,经过t=1.5 s小物块通过的位移大小为多少?

【练习】如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=1.4m;木板右端放着一小滑块,小滑块质量为m=1kg,其尺寸远小于L.小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.4,g取10 m/s2.

第7课时 滑块、滑板问题(2016届剖析

第7课时 滑块、滑板问题(2016届剖析

设AB能够相对静止:
F
对B: fm mBam mA g
对整体: Fm (mA mB )am
Fm
mA mB mB
源自文库
fm
(mA
mB )
mA mB
g
若: F Fm 则AB会相对滑动。
【类型一:地面光滑】
【练20】如图所示,一块长木块B置于光滑水平地 面上,其质量为2kg,另有一质量为0.8kg的小滑块 A置于木板的一端,已知A与B之间的摩擦因数为 0.1,可以认为A、B之间的最大静摩擦力数值等于 它们的滑动摩擦力,木块A放置在B的一端时,B受 到一个恒定的水平力F=5.6N作用,由静止开始滑动, 如木板足够长,那么,当F作用在木板上1s后,求: (g=10m/s2) (1)A相对于地面的位移; (2)木板B相对于地面的位移; (3)滑块A相对于木板B的位移
V0
【类型二:地面粗糙】
【判断木板滑不滑动:木板受到的外力是否大于木板与 地面的最大静摩擦力】
【练23】(地面不光滑,木板不滑动)质量m=2kg 的物块(可视为质点)以v0=6 m/s的速度滑上静止在 地面上的长L=2132..00mm 的长木板,木板质量为M=1 kg.已知物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2,木板 与路面间的动摩擦因数μ2=0.1。设木板受到的最大 静摩擦力跟滑动摩擦力相等,问:滑块能否离开长 木板.若能,求滑块在长木板上运动的时间。

滑板滑块模型习题(三)含答案

滑板滑块模型习题(三)含答案

滑板滑块模型习题(三)

1.质量9M kg =、长1L m =的木板在动摩擦因数10.1μ=的水平地面上向右滑行,当速度02/v m s =时,在木板的右端轻放一质量1m kg =的小物块如图所示。当小物块刚好滑到木板左端时,物块和木板达到共同速度。取

210/g m s =,求:

(1)从木块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t ; (2)小物块与木板间的动摩擦因数2μ。

2.如图所示,木块和木板一起以010/v m s =的速度向右运动。质量分别为m 和3m 。木块与木板间摩擦因数

10.4μ=,木板与地面间摩擦因数20.1μ=.木板到墙壁的距离为18L m =,且与墙壁碰撞无能量损失,速度反

向。重力加速度20/g l m s =。 求:

(1)木板滑到墙壁所需时间;

(2)若木板长为4.5m ,木板与墙壁碰后经过多长时间从板上滑下。

3.如图所示,质量2M kg =足够长的木板静止在水平地面上,与地面的动摩擦因数10.1μ=,另一个质量1m kg =的小滑块,以6/m s 的初速度滑上木板,滑块与木板之间的动摩擦因数20.6μ=.(g 取20/)l m s

(1)若木板固定,求小滑块在木板上滑过的距离。

(2)若木板不固定,求小滑块自滑上木板开始多长时间相对木板处于静止。

4.如图所示,质量为0.5M kg =、长4L m =的木板静止在光滑水平面上,可视为质点、质量为1m kg =的物块以初速度08/v m s =滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为0.2μ=,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度210/g m s =。

高中物理—滑块与滑板类问题解法技巧滑块与...

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高中物理—滑块与滑板类问题解法技巧

滑块与滑板类问题的解法与技巧

1.处理滑块与滑板类问题的基本思路与方法是什么?

判断滑块与滑板间是否存在相对滑动是思考问题的着眼点.方法有整体法隔离法、假设法等.即先假设滑块与滑板相对静止,然后根据牛顿第二定律求出滑块与滑板之间的摩擦力,再讨论滑块与滑板之间的摩擦力是不是大于最大静摩擦力.(最大静摩擦力能维持相对运动,则会维持;不能维持,则滞后。)

2.滑块与滑板存在相对滑动的临界条件是什么?

(1)运动学条件:若两物体速度和加速度不等,则会相对滑动.

(2)动力学条件:假设两物体间无相对滑动,先用整体法算出一起运动的加速度,再用隔离法算出其中一个物体"所需要"的摩擦力f;比较f与最大静摩擦力fm的关系,若f<fm,则发生相对滑动.

3.滑块滑离滑板的临界条件是什么?

当滑板的长度一定时,滑块可能从滑板滑下,恰好滑到滑板的边缘达到共同速度是滑块滑离滑板的临界条件.

高高三物理第二轮复习滑块滑板专题

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第四讲滑块和滑板

一、滑块—滑板类问题分析

1.高考分析:滑块一滑板模型题是动力学中比较常见的问题,也是综合性很强的难题,由于从中能很好地考核和反映学生运用动力学规律解决问题的多种能力,具有很好的区分度,因此在历年的高考压轴题中频频出现

2.滑块—滑板类问题的特点

(1)涉及两个物体,并且物体间存在相对滑动.

(2).滑块和滑板常见的两种位移关系

滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和滑板同向运动,位移之差等于板长;反向运动时,位移之和等于板长.

3.滑块—滑板类问题的解题方法

(1)此类问题涉及两个物体、多个运动过程,并且物体间还存在相对运动,所以应准确求出各物体在各运动过程的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变),找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口.求解中更应注意联系两个过程的纽带,每一个过程的末速度是下一个过程的初速度.

(2).板块模型类问题中,滑动摩擦力的分析方法与传送带类似,但这类问题比传送带类问题更复杂,因为木板往往受到摩擦力的影响也做匀变速直线运动,处理此类问题,要注意从速度、位移、时间等角度寻找各物理量之间的联系。

4.物块不从木板的末端掉下来的临界条件是:物块到达木板末端时的速度与木板的速度恰好相等。

阅卷教师提醒

易失分点

1.不清楚滑块、滑板的受力情况,求不出各自的加速度.

2.画不好运动草图,找不出位移、速度、时间等物理量间的关系.

3.不清楚每一个过程的末速度是下一个过程的初速度.

4.不清楚物体间发生相对滑动的条件.

二、滑块—滑板选择题部分

例题1.(多选)如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面,若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中()

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专题三:滑块、滑板类问题

一个滑板一滑块,在中学物理中这一最简单、最典型的模型,外加档板、弹簧等辅助器件,

便可以构成物理情景各不相同、知识考察视点灵巧多变的物理习题,能够广泛考察学生的应用能力、迁移能力,成为力学综合问题的一道亮丽风景。归纳起来,滑板滑块问题主要有以下几种情形:

一.系统机械能守恒,动量(或某一方向动量)守恒

当物体系既没有外力做功,也没有内部非保守力(如滑动摩擦力)做功时,这个物体系机械能守恒;同时,物体系受合力(或某一方向合力)为零,动量(或某一方向动量)守恒。

例1.有光滑圆弧轨道的小车总质量为M,静止在光滑的水平地面上,轨道足够长,下端水平,有

一质量为m的滑块以水平初速度V0滚上小车(图1),求:Array

⑴滑块沿圆弧轨道上升的最大高度h。

⑵滑块又滚回来和M分离时两者的速度。

图1

[解析]⑴小球滚上小车的过程中,系统水平方向上动量守恒,

小球沿轨道上升的过程中,球的水平分速度从V0开始逐渐

减小,而小车的速度却从零开始逐渐增大,若V球> V车,则球处于上升阶段;若V球

m V0=(M+m)V ①

又因为整个过程中只有重力势能和动能之间的相互转化,所以系统的机械能守恒,根据机械能守恒定律有

1/2m V2=1/2(M+m)V2+mgh ②

解①②式可得球上升的最大高度h= m V02/ 2(M+m)g

⑵设小球又滚回来和M分离时二者的速度分别为V1和V2,则根据动量守恒和机械能守恒可得: m V0=m V1+M V2 ③

1/2 m V02=1/2 m V12+1/2 MV22 ④

解③④可得:小球的速度 V1 = ( m- M)/( m + M )V0

小车的速度: V2= 2 m / ( M + m)

二.系统所受合外力为零,满足动量守恒条件;但机械能不守恒,据物体系功能原理,外力

做正功使物体系机械能增加,而内部非保守力做负功会使物体系的机械能减少。

例2.如图2所示,弹簧左端固定在长木板m 2左端,右端与小木块m 1连接,且m 1、m 2及m 2与地面间接触光滑,开始时m 1和m 2均静止,现同时对m 1、m 2施加等大反向的水平恒力F 1和F 2,从两物体开始运动以后的整个运动过程中,对m 1、m 2和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度),正确说法是( )

A . 由于F 1、F 2等大反向,故系统机械能守恒

B . 由于F 1、F 2分别对m 1、m 2做正功, 故系统的动能不断增加。

C . 由于F 1、F 2分别对m 1、m 2做正功,故机械能不断增加。

D . 当弹簧弹力大小与F 1、F 2大小相等时,m 1、m 2的动能最大。

[解析] F 1、F 2等大反向,两物体构成系统的总动量守恒,但由于F

1、F 2分别做功,故该系统机械能并不守恒,A 错;F 1、F 2为等大的恒力,m 1、m 2在两拉力作用下先由静止分别向左向右做加速运动,但随着弹簧伸长量的增大,弹力f 也增大,当F 1= f (F 2= f )时,m 1、m 2速度最大,之后F 1= F 2

对静止,物块与平板间的动摩擦因数μ=0.4,求:

(1)弹簧在压缩过程中所具有的最大弹性势能E P ; ⑵物块相对小车所通过的总路程S 。[解析] m 的初始速度V 0=I/m=6m/S ,当物块由A 运动到弹性能最大

处时,物块和小车有共同速度V 1,由动量守恒

m V 0=(m+M )V 1,得V 1= m V 0/m+M=2m/S 。

由于系统内滑动摩擦力做负功,系统机械能不守恒,由功能关系有:

F •S/2=1/2m V 02-[1/2(m+M )V 12+E P ]。

得 FS/2+ E P =60 ①

当物块最后回到A 时物块与车有共同速度V 2,据动量守恒m V 0=(m+M )V 2,

得 V 1=V 2=2m/S 。

对全过程由功能关系有以FS=1/2m V 02-1/2(M+m )V 22 图2

图3

V 0

得 FS=60 ②

又 F=μmg=20N

联立①、②解得:E P =30J ,S=60/F=3m

点评:上例情形可概括为:系统动量守恒,系统内滑动摩擦力做功fS

相对等于系统机械能损失

ΔE 损,这一情形可视为子弹射木块模型的迁移形式。

例4.如图示,一质量为M 长为l 的长方形木块B 放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m 的小木块A ,m <M ,现以地面为参照物,给A 和B 以大小相等、方向相反的初速度(如图),使A 开始向左运动,B 开始向右运动,但最后A 刚好没有滑离B 板。以地

面为参照系。

(1)若已知A 和B 的初速度大小为v 0,求它们最后速度的大小

和方向;

(2)若初速度的大小未知,求小木块A 向左运动到最远处(从

地面上看)到出发点的距离。

[解析](1)A 恰未滑离B 板,则A 达B 最左端时具有相同速度v ,有 Mv 0-mv 0=(M+m)v ∴ 0v m M m M v +-= M >m, ∴ v >0,即与B 板原速同向。

⑵A 的速度减为零时,离出发点最远,设A 的初速为v 0,A 、B 摩擦力为f ,向左运动对地最远位移为S ,则

02120-=mv fS 而v 0最大应满足 Mv 0-mv 0=(M+m)v 220)(2

1)(21v m M v m M fl +-+= 解得:l M m M s 4+=

例5.一平直木板C 静止在光滑水平面上,今有两小物块A 和B 分别以2v 0和v 0的初速度沿同一直线从长木板C 两端相向水平地滑上长木板。如图示。设物块A 、B

与长木板C 间的动摩擦因数为μ,A 、B 、C 三者质量相等。

(1)若A 、B 两物块不发生碰撞,则由开始滑上C 到A 、B 都静止

在C 上为止,B 通过的总路程多大?经历的时间多长?

(2)为使A 、B 两物块不发生碰撞,长木板C 至少多长?

[解析]⑴由A 、B 、C 受力情况知,当B 从v 0减速到零的过程中,C 受力平衡而保持不动,此子过

程中B 的位移S 1和运动时间t 1分别为:g

v t g v S μμ01201,2== 。然后B 、C 以μg 的加速度一起做加速运动。A 继续减速,直到它们达到相同速度v 。对全过程:m A ·2v 0-m B v 0=(m A +m B +m C )v ∴ v=v 0/3

B 、

C 的加速度 g m m g m a C B A μμ2

1=+= ,此子过程B 的位移 g v g v t g v g v S μμμ32292022022====运动时间 ∴ 总路程g

v t t t g v S S S μμ35,181********=+==+=总时间 ⑵A 、B 不发生碰撞时长为L ,A 、B 在C 上相对C 的位移分别为L A 、LB ,则 L=L A +L B

g

v L v m m m v m v m gL m gL m C B A B A B B A A μμμ37)(2121)2(212022020=++-+=+解得:

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