滑块木板模型专题
专题05+滑块木板模型
专题05 滑块木板模型【模型归纳】模型一 光滑面上外力拉板加速度分离不分离m 1最大加速度a 1max =μg m 2加速度a 2=(F -μm 1g )/m 2条件:a 2>a 1max 即F >μg (m 1+m 2)条件:a 2≤a 1max 即 F ≤μg (m 1+m 2) 整体加速度a =F /(m 1+m 2) 内力f =m 1F /(m 1+m 2)模型二 光滑面上外力拉块加速度分离不分离m 2最大加速度a 2max =μm 1g/m 2 m 1加速度a 1=(F -μm 1g )/m 1条件:a 1>a 2max 即F >μm 1g (1+m 1/m 2)条件:a 2≤a 1max 即 F ≤μm 1g (1+m 1/m 2) 整体加速度a =F /(m 1+m 2) 内力f =m 2F /(m 1+m 2)模型三 粗糙面上外力拉板不分离(都静止) 不分离(一起加速)分离条件: F ≤μ2(m 1+m 2)g条件:a 2≤a 1max即 μ2(m 1+m 2)g<F ≤(μ1+μ2)g (m 1+m 2) 整体加速度a =[F -μ2(m 1+m 2)g )]/(m 1+m 2) 内力f =m 1a条件:a 2>a 1max =μ1g 即F >(μ1+μ2)g (m 1+m 2)外力区间范围模型四 粗糙面上刹车减速一起减速减速分离m 1最大刹车加速度:a 1max =μ1g 整体刹车加速度a =μ2g 条件:a >a 1max 即μ2>μ1 m 1刹车加速度:a 1=μ1gm 2 m 1 μ Ff光滑afm 2 m 1 μ F f光滑a fm 2 m 1 μ1 Ff 1af 1μ2f 2 F (μ1+μ2)g (m 1+m 2)μ2(m 1+m 2)g分离一起加速都静止m 2 m 1 μ1f 1 vf 1 μ2f 2a条件:a ≤a 1max 即μ2≤μ1 m 2刹车加速度:a 2=μ2(m 1+m 2)g -μ1m 1g )]/m 2 加速度关系:a 1<a 2模型五 粗糙面上外力拉块μ1m 1g>μ2(m 1+m 2)g 一起静止 一起加速分离条件: F ≤μ2(m 1+m 2)g 条件:μ2(m 1+m 2)g<F ≤(μ1-μ2)m 1g (1+m 1/m 2) 整体加速度a =[F -μ2(m 1+m 2)g )]/(m 1+m 2) 内力f 1=μ2(m 1+m 2)g+m 2a条件:a 1>a 2max =[μ1m 1g -μ2(m 1+m 2)g ]/m 2 即F >(μ1-μ2)m 1g (1+m 1/m 2)外力区间范围【常见问题分析】问题1. 板块模型中的运动学单过程问题恒力拉板恒力拉块分离,位移关系:x 相对=½a 2t 02-½a 1t 02=L 分离,位移关系:x 相对=½a 1t 02-½a 2t 02=Lm 2 m 1 μ1Ff 1 a f 1 μ2f 2F (μ1-μ2)m 1g (1+m 1/m 2μ2(m 1+m 2)g分离一起加速一起静止m 1Fm 2Lm 1F m 2 Lx 1F Fx 2 x 相对m 1m 2v 1v 2 x 1 F Fx 2x 相对m m 2 v 1v 2 t 0t/sv 2v/ms -1 a 1a 2 v 1 x 相对 t 0t/sv 1 v/ms -1a 2a 1 v 2 x 相对问题2. 板块模型中的运动学多过程问题1——至少作用时间问题问题:板块分离,F 至少作用时间?过程①:板块均加速过程:①板加速、块减速位移关系:x 1相对+x 2相对=L 即Δv·(t 1+t 2)/2=L ; 利用相对运动Δv =(a 2-a 1)t 1 、Δv =(a 2+a 1')t 2问题3. 板块模型中的运动学多过程问题2——抽桌布问题抽桌布问题简化模型过程①:分离过程:①匀减速m 1F m 2 Lx 1 F F x 2x 相对mm 2 v 1v 2 x 1'F x 2' x 2相对 mm 2v 1v 2t 1t/sv 1 v/ms -1 a 2a 1v 2 x 1相对 t 1t/sv 1 v/ms -1 a 2 a 1v 2 x 1相对 x 2相对 a 1't 2 ABam 1 F m 2 L 1L 2x 1 FFx 2L 1 m 1 m 2 v 1v 2x 1 FL 2m 1 m 2v 1x 1分离,位移关系:x 2-x 1=L 1 0v 0多过程问题,位移关系:x 1+x 1'=L 2问题4. 板块模型中的运动学粗糙水平面减速问题块带板板带块μ1≥μ2μ1<μ2t 0t/sv 2v/ms -1 a 1a 2 v 1 x 相对 t 0t/sv 1 v/ms -1a 1 v 2 x 1x 1' a 1' m 1 v 0 m 2μ2 μm 1v 0m 2μ2μx 1 v 0 x 2x 相对mm 2 v 共v 共 x 1v 0 x 2 x 相对m 1m 2v 共v 共t 0 t/s0 v 0 v/ms -1a 2 a 1v 共 x 相对a 共t 0 t/s0 v 0 v/ms -1a 2 a 1v 共 x 相对a 共t 0 t/s 0 v 0 v/ms -1 a 2a 1v 共 x 1相对a 1' x 2相对 a 2'【例1】一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5 m ,如图(a)所示。
高考物理《滑块—木板模型》真题练习含答案
高考物理《滑块—木板模型》真题练习含答案1.如图所示,货车车厢中央放置一装有货物的木箱,该木箱可视为质点.已知木箱与车厢之间的动摩擦因数μ=0.4.下列说法正确的是()A.若货车向前加速时,木箱对车厢的摩擦力方向向左B.为防止木箱发生滑动,则货车加速时的最大加速度不能超过4 m/s2C.若货车行驶过程中突然刹车,木箱一定与车厢前端相撞D.若货车的加速度为5 m/s2时,木箱受到的摩擦力为静摩擦力答案:B解析:若货车向前加速时,车厢对木箱的摩擦力方向向左,根据牛顿第三定律得木箱对车厢的摩擦力方向向右,A错误;当摩擦力达到最大静摩擦力时刚好不发生相对滑动,最大加速度a=μg=4 m/s2,B正确;若货车行驶过程突然刹车,加速度小于等于4 m/s时木箱不会相对车厢滑动,发生相对滑动时也不一定与车的前端相撞,C错误;货车的加速度5 m/s2>4 m/s2,木箱已经发生相对滑动,木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力,D错误.2.[2024·广东省中山市第一次模拟](多选)如图甲所示,物块A与木板B静止地叠放在水平地面上,A、B间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,地面光滑.现对A施加水平向右的大小不同的拉力F,测得B的加速度a与力F的关系如图乙所示,取g =10 m/s2,则()A.当F<24 N时,A、B间的摩擦力保持不变B.当F>24 N时,A、B间的摩擦力保持不变C.A的质量为4 kgD.B的质量为2 kg答案:BCD解析:由图乙可知,当F<24 N时,A、B保持相对静止,B的加速度逐渐增大,则A、B间的摩擦力逐渐增大;当F>24 N时,A、B发生相对滑动,A、B间滑动摩擦力保持不变,A错误,B正确;设A、B的质量分别为m1、m2,当F=24 N时,根据牛顿第二定律,对A,有F-μm1g=m1a,对B,有μm1g=m2a,解得A、B的质量分别为m1=4 kg,m2=2 kg,C、D正确.3.[2024·广西南宁市开学考试]如图所示,质量m A=2 kg的小物块A可以看作质点,以初速度v0=3 m/s滑上静止的木板B左端,木板B足够长,当A、B的速度达到相同后,A、B又一起在水平面上滑行直至停下.已知m B=1 kg,A、B间的动摩擦因数μ1=0.2,木板B 与水平面间的动摩擦因数μ2=0.1,g取10 m/s2.求:(1)小物块A刚滑上木板B时,A、B的加速度大小a A和a B;(2)A、B速度达到相同所经过的时间t;(3)A、B一起在水平面上滑行至停下的距离x.答案:(1)a A=2 m/s2,a B=1 m/s2(2)t=1 s(3)x=0.5 m解析:(1)根据题意可知,A与B之间的滑动摩擦力大小f1=μ1m A g=4 NB与水平面之间的滑动摩擦力大小f2=μ2(m A+m B)g=3 N当A刚滑上B时,由牛顿第二定律,对A有f1=m A a A对B有f1-f2=m B a B解得a A=2 m/s2,a B=1 m/s2(2)设A、B达到相同的速度为v,对A、B相对滑动的过程,由公式v=v0+at对A有v=v0-a A t对B有v=a B t解得t=1 s,v=1 m/s(3)以A、B整体为研究对象,由牛顿第二定律得f2=(m A+m B)a一起在水平面上滑行至停下过程0-v2=-2ax解得x=0.5 m4.[2024·辽宁省阜新市月考]如图所示,水平桌面上质量m1为0.01 kg的薄纸板上,放有一质量m2为0.04 kg的小水杯(可视为质点),小水杯距纸板左端距离x1为0.5 m,距桌子右端距离x2为1 m,现给纸板一个水平向右的恒力F,欲将纸板从小水杯下抽出.若纸板与桌面、水杯与桌面间的动摩擦因数μ1均为0.4,水杯与纸板间的动摩擦因数μ2为0.2,重力加速度g取10 m/s2,设水杯在运动过程中始终不会翻倒,则:(1)求F多大时,抽动纸板过程水杯相对纸板不滑动;(2)当F为0.4 N时,纸板的加速度是多大?(3)当F满足什么条件,纸板能从水杯下抽出,且水杯不会从桌面滑落?答案:(1)0.3 N(2)12 m/s2(3)F≥0.315 N解析:(1)当抽动纸板且水杯相对纸板滑动时,对水杯进行受力分析,根据牛顿第二定律得μ2m2g=m2a1,解得a1=2 m/s2对整体分析,根据牛顿第二定律得F1-μ1(m1+m2)g=(m1+m2)a1解得F1=0.3 N故当F1≤0.3 N抽动纸板过程水杯相对纸板不滑动;(2)当F2=0.4 N时,纸杯和纸板已经发生相对滑动,则有F2-μ2m2g-μ1(m1+m2)g=m1a解得a=12 m/s2(3)纸板抽出的过程,对纸板有F-μ2m2g-μ1(m1+m2)g=m1a纸板抽出的过程,二者位移关系满足x1=12at2-12a1t2纸板抽出后,水杯在桌面上做匀减速直线运动,设经历时间t′恰好到桌面右边缘静止,有μ1m2g=m2a′1由速度关系有a1t=a′1t′纸杯的位移关系有x2-12a1t2=a1t2×t′联立解得F=0.315 N所以,当F≥0.315 N时,纸板能从水杯下抽出,且水杯不会从桌面滑落.。
16第三章专题强化五“滑块—木板”模型传送-2025年高考物理大一轮复习课件
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核心归纳
动力学中板块模型思维流程
2021[文件:中教联标彩.t]
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2 斜面上的“滑块—木板”问题
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典例 2 (多选)滑沙运动是小孩比较喜欢的一项运动,其运动过程可类比为 如图 Z53 所示的模型,倾角为 37°的斜坡上有长为 1 m 的滑板,滑板与
沙间的动摩擦因数为2410.小孩(可视为质点)坐在滑板上端,与滑板一起由静 止开始下滑,小孩与滑板之间20的21[文动件摩:中擦教因联标数彩取.t] 决于小孩的衣料,假设图中 小孩与滑板间的动摩擦因数为 0.4,小孩的质量与滑板的质量相等,斜坡 足够长,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g 取 10 m/s2,则下列判断正确的 是( BC ).
向相反,两者加速度不同,最后 要判断两者是否有相对运动,以及
分离或相对静止,Δx=x 块+x 板
木板与地面是否有相对运动
1 水平面上的“滑块—木板”模型
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典例 1 [“滑块—木板”模型与 v-t 图像综合](2024·湖北黄冈质检)一长木 板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁, 木板右端与墙壁的距离为 4.5 m,如图 Z51(a)所示.t=0 时刻开始,小物块 与木板一起以共同速度向右运20动21[文,件直:至中教t联=标1彩s.t]时木板与墙壁碰撞(碰撞时间 极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未 离开木板.已知碰撞后 1 s 时间内小物块的 v-t 图像如图 Z51(b)所示.木板的 质量是小物块质量的 15 倍,重力加速度 g 取 10 m/s2.求:
大小为
a1=mgsin
37°-μ1mgcos m
第7单元动量专题九“子弹打木块”模型和“滑块—木板”模型-2025年物理新高考备考课件
的运动过程中,系统动量守恒,有 − = + +1 = 1,2,3, ⋯
解得+1 =
1
5
= 1,2,3, ⋯
设第一次碰撞后小车向左运动的最大距离为1 ,对小车,根据动能定理有
−1 = 0 −
解得1 = 0.6 m
1
2
1
2
热点题型探究
设第次碰撞后小车向左运动的最大距离为 ,对小车根据动能定理有
、碰撞时损失的机械能为
Δ =
1
2
0
2
−
1
2
2
+
1
2
2
= 12 J
热点题型探究
(3)要保证滑块不脱离长木板,长木板的最小长度.
[答案] 1.5 m
[解析] 在、碰撞后到、再次共速的过程中,、相互作用的时间为
=
0 −共
=1s
长木板的长度至少为 = − =
[答案] 12 J
[解析] 、碰撞瞬间,由动量守恒定律可得
0 = +
在、碰撞后到、再次共速的过程中,、组成的系统由动量守恒可得
+ 0 = + 共
根据题意有共 =
联立解得共 = = 3 m/s, = 2 m/s
A.3 J B.4 J C.6 J D.20 J
教师备用习题
[解析]设铁块与木板共速时速度大小为v,铁块相对木板向右运动的最大距离为L,
铁块与木板之间的摩擦力大小为Ff,铁块压缩弹簧使弹簧最短时,由能量守恒定
1
1
2
律得 m0 =FfL+ (M+m)v2+Ep,由动量守恒定律得mv0=(M+m)v,从铁块开始运动
家教专题“木板—滑块”模型
家教专题“木板—滑块”模型1.(多选)如图1所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦.现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为( ).图1A.物块先向左运动,再向右运动B.物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动C.木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动D.木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零2.一质量m=0.5 kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角θ=37°的足够长的斜面.某同学利用传感器测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,并用计算机作出了滑块上滑过程的v t图象,如图2所示.(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数;(2)判断滑块最后能否返回斜面底端.若能返回,求出返回斜面底端时的速度大小;若不能返回,求出滑块停在什么位置.图23.如图3所示,一质量为m B=2 kg的木板B静止在光滑的水平面上,其右端上表面紧靠一固定斜面轨道的底端(斜面底端与木板B右端的上表面之间有一段小圆弧平滑连接),轨道与水平面的夹角θ=37°.一质量也为m A=2 kg的物块A由斜面轨道上距轨道底端x0=8 m处静止释放,物块A刚好没有从木板B的左端滑出.已知物块A与斜面轨道间的动摩擦因数为μ1=0.25,与木板B上表面间的动摩擦因数为μ2=0.2,sin θ=0.6,cos θ=0.8,g取10 m/s2,物块A可看作质点.请问:图3(1)物块A刚滑上木板B时的速度为多大?(2)物块A从刚滑上木板B到相对木板B静止共经历了多长时间?木板B有多长?4.如图4所示,在光滑的水平面上停放着小车B,车上左端有一小物体A,A和B之间的接触面前一段光滑,后一段粗糙,且后一段的动摩擦因数μ=0.4,小车长L=2 m,A的质量m A=1 kg,B的质量m B=4 kg.现用12 N的水平力F向左拉动小车,当A到达B的最右端时,两者速度恰好相等,求A和B间光滑部分的长度.(g取10 m/s2)图45.(2013·全国新课标Ⅱ,25)一长木板在水平地面上运动,在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木板运动的速度-时间图象如图5所示.已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦.物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上.取重力加速度的大小g=10 m/s2,求:(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数;(2)从t=0时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小.图5。
高一物理期末复习专题强化:滑块--木板模型
班级姓名学号专题强化:滑块--木板模型【教学目标】1、掌握滑块—滑板类问题的主要题型及特点。
2、强化受力分析,运动过程分析;抓住运动状态转化时的临界条件。
【课堂活动】例1:质量m=1kg的滑块(滑块大小忽略不计)放在质量为M=2kg的长木板左端,木板放在光滑的水平地面上,滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=75cm,开始时两者都处于静止状态,如图所示,试求:(1)用水平恒力F0拉滑块,使滑块与木板以相同的速度一起滑动,力F0的最大值应为多少?(2)用水平恒力F1=2N拉滑块,此时滑块与木板间摩擦力多大?(3)用水平恒力F2=8N拉滑块向木板的右端运动,求滑块运动到木板右端所用的时间.(4)用水平恒力F2=8N拉滑块向木板的右端运动,经过3s后撤去,要使滑块不从木板上掉下来,木板至少多长?(5)滑块以某一初速度从木板左端滑上木板,为了保证滑块不从木板的右端滑落,滑块滑上长木板的初速度应为多大?例2:如图所示,光滑水平面上静止放着长L=4 m,质量为M=3 kg的木板,一个质量为m=1 kg的小物体(可视为质点)放在木板的最右端,m和M之间的动摩擦因数μ=0.1,今对木板施加一水平向右的拉力F,(g取10 m/s2)(1)为使两者保持相对静止,F不能超过多少?(2)用水平恒力F1=7N拉木板,此时木板的加速度多大?(3)如果水平恒力F1=7 N,求小物体离开木板时的速度?(4)用水平恒力F1=7N拉木板向右运动,经过4s后撤去,要使滑块不从木板上掉下来,木板至少多长?(5)若木板以速度v0=2m/s向右作匀速直线运动,将滑块轻轻放在木板上的右端,它们相对静止时,滑块与木板左端的相距多远?【课堂活动】1.质量为m的长木板放在光滑的水平面上,质量为0.5m的物块放在长木板上,整个系统处于静止状态.若对物块施加水平拉力(如图甲),使物块能从长木板上滑离,需要的拉力至少为F1;若对长木板施加水平拉力(如图乙),也使物块能从长木板上滑离,需要的拉力至少为F2,则F1:F2为( )A.1:2 B.2:1 C.2:3 D.3:22.如图所示,质量为M=2kg的长木板位于光滑水平面上,质量为m=1kg的物块静止在长木板上,两者之间的滑动摩擦因数为µ=0.5.重力加速度g取10m/s2,物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力。
微专题16 牛顿运动定律应用之“滑块—木板模型”问题
微专题16 牛顿运动定律应用之“滑块—木板模型”问题【核心要点提示】1.问题的特点滑块—木板类问题涉及两个物体,并且物体间存在相对滑动.2.常见的两种位移关系(1)滑块从木板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和木板向同一方向运动,则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度;(2)若滑块和木板向相反方向运动,则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度.【核心方法点拨】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个运动过程中的加速度(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.【微专题训练】类型一:滑块-木板间有摩擦,木板与地面间无摩擦【例题1】(多选)如图所示,物体A放在物体B上,物体B放在光滑的水平面上,已知m A =6 kg,m B=2 kg.A、B间动摩擦因数μ=0.2.A物体上系一细线,细线能承受的最大拉力是20 N,水平向右拉细线,下述中正确的是(g取10 m/s2)()A.当拉力0<F<12 N时,A静止不动B.当拉力F>12 N时,A相对B滑动C.当拉力F=16 N时,B受到A的摩擦力等于4 ND.在细线可以承受的范围内,无论拉力F多大,A相对B始终静止【解析】假设细线不断裂,则当细线拉力增大到某一值A物体会相对于B物体开始滑动,此时A、B之间达到最大静摩擦力.以B为研究对象,最大静摩擦力产生加速度,由牛顿第二定律得:μm A g=m B a,解得a=6 m/s2以整体为研究对象,由牛顿第二定律得:F m=(m A+m B)a=48 N即当绳子拉力达到48 N时两物体才开始相对滑动,所以A、B错,D 正确.当拉力F=16 N时,由F=(m A+m B)a解得a=2 m/s2,再由F f=m B a得F f=4 N,故C正确.【答案】CD【变式1-1】如图所示,在光滑水平面上,一个小物块放在静止的小车上,物块和小车间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10 m/s2.现用水平恒力F拉动小车,关于物块的加速度a m和小车的加速度a M的大小,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列选项可能正确的是()A.a m=2 m/s2,a M=1 m/s2B.a m=1 m/s2,a M=2 m/s2C.a m=2 m/s2,a M=4 m/s2D.a m=3 m/s2,a M=5 m/s2【解析】若物块与小车保持相对静止一起运动,设加速度为a,对系统受力分析,由牛顿第二定律可得:F=(M+m)a,隔离小物块受力分析,二者间的摩擦力F f为静摩擦力,且F f≤μmg,由牛顿第二定律可得:F f=ma,联立可得:a m=a M=a≤μg=2 m/s2.若物块与小车间发生了相对运动,二者间的摩擦力F f为滑动摩擦力,且a m<a M,隔离小物块受力分析,如图所示,由牛顿第二定律可得:F f=μmg=ma m,可得:a m=2 m/s2,选项C正确,选项A、B、D错误.【答案】C【变式1-2】如图甲所示,静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端静止放着小物块A.某时刻,A受到水平向右的外力F作用,F随时间t的变化规律如图乙所示,即F =kt,其中k为已知常数.设物体A、B之间的滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力F f,且A、B的质量相等,则下列可以定性描述长木板B运动的v-t图象是()【解析】A、B相对滑动之前加速度相同,由整体法可得:F=2ma,当A、B间刚好发生相对滑动时,对木板有F f=ma,故此时F=2F f=kt,t=2F fk,之后木板做匀加速直线运动,故只有B项正确.【答案】B【例题2】如图所示,在光滑的水平面上有一长为0.64 m、质量为4 kg的木板A,在木板的左端有一质量为2 kg的小物体B,A、B之间的动摩擦因数为μ=0.2。
专题滑块与木板模型
专题常见滑块—木板模型分析类型一地面光滑,木板受外力1.如图,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B,A、B间的最大静摩擦力为μmg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值;2.如图所示,光滑水平面上静止放着长L=1 m,质量为M=3 kg的木板厚度不计,一个质量为m=1 kg的小物体放在木板的最右端,m和M之间的动摩擦因数μ=,今对木板施加一水平向右的拉力F;g取10 m/s21为使小物体与木板恰好不相对滑动,F不能超过多少2如果拉力F=10 N恒定不变,求小物体所能获得的最大速率;类型二地面光滑,滑块受外力3.如图所示,木块A的质量为m,木块B的质量为M,叠放在光滑的水平面上,A、B 之间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g;现用水平力F 作用于A,则保持A、B相对静止的条件是F不超过A. μmgB. μMgC. μmg1+错误!D. μMg1+错误!4.如图所示,质量M=1 kg的木块A静止在水平地面上,在木块的左端放置一个质量m=1 kg的铁块B大小可忽略,铁块与木块间的动摩擦因数μ1=,木块长L=1 m,用F=5 N的水平恒力作用在铁块上,g取10 m/s2;1若水平地面光滑,计算说明两物块间是否发生相对滑动;2若木块与水平地面间的动摩擦因数μ2=,求铁块运动到木块右端的时间;类型三地面粗糙,木板受外力5.如图,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B,A、B间动摩擦因数为μ,B与水平面间的动摩擦因数为认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值;6.如图所示,小木块质量m=1kg,长木桉质量M =10kg,木板与地面以及木块间的动摩擦因数均为μ=4 m/s向=.当木板从静止开始受水平向右的恒力F=90 N作用时,木块以初速v左滑上木板的右端.则为使木块不滑离木板,木板的长度l至少要多长类型四地面粗糙,滑块受外力7.如图所示,A 、B 两物块的质量分别为2m 和m ,静止叠放在水平地面上;A 、B 间的动摩擦因数为μ,B 与地面间的动摩擦因数为2μ;最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g ;现对A 施加一水平拉力F ,则A .当F <2μmg 时,A 、B 都相对地面静止B .当F =mg μ25时,A 的加速度为g μ31 C .当F >3μmg 时,A 相对B 滑动D .无论F 为何值,B 的加速度不会超过g μ21 类型五 地面粗糙,滑块与木板具有初速度8. 一长木板在水平地面上运动,在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木板运动的速度-时间图像如图所示;己知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦.物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上;取重力加速度的大小g =10m /S 2求:1物块与木板间;木板与地面间的动摩擦因数:2从t=0时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小.知识要求:运动学公式、相对位移的计算、牛顿运动定律、摩擦力的特点、动能定理、能量守恒定律方法要求:一、动力学的观点:运动学公式、牛顿第二定律运动分析、受力分析 整体法、隔离法 图像法二、能量的观点:动能定理、能量守恒定律不需分析具体的过程,只需抓住初、末状态注意两点:1、滑块与木板发生相对滑动的条件:二者加速度不相等;2、滑块与木板发生分离的条件: 滑块由木板一端运动到另一端过程中若1滑块与木板同向运动,二者对地位移之差等于板长;2滑块与木板反向运动,二者对地位移之和等于板长;。
高考物理滑块木板模型问题专题分析
滑块—木板模型分析教师版例1:质量为M 木板置于光滑水平面上;一质量为m 的滑块以水平速度0v 从左端滑上木板;m 与M 之间的动摩擦因数为 ;求:1假如木板足够长;求共同速度和所用的时间2要使m 不掉下;M 至少要多长:练习1:如图所示;质量为M=1kg 的长木板;静止放置在光滑水平桌面上;有一个质量为m=0.2kg 大小不计的物体以6m/s 的水平速度从木板左端冲上木板;在木板上滑行了2s 后跟木板相对静止g 取10m/s 2..求:1木板获得的速度..2物体与木板间的动摩擦因数;例2:在光滑水平面上并排放两个相同的木板;长度均为L=1.00m;一质量与木板相同的金属块;以v 0=2.00m/s 的初速度向右滑上木板A;金属块与木板间动摩擦因数为μ=0.1;g 取10m/s 2..求两木板的最后速度.. 练习2:如图;在光滑水平面上;有一质量为M=3kg 的木板和质量为m=1kg 的物块;都以v=4m/s 的初速朝相反的方向运动;它们间有摩擦;木板足够长;当木板速度为2.4m/s 时;物块的运动情况是A .做加速运动B.做减速运动C .做匀速运动D.以上都有可能例3.如图;光滑水平面上放置质量分别为m 、2m 的物块A 和木板B ;A 、B 间的最大静摩擦力为μmg ;现用水平拉力F 拉B ;使A 、B 以同一加速度运动;求拉力F 的最大值..分析:为防止运动过程中A 落后于BA 不受拉力F 的直接作用;靠A 、B 间的静摩擦力加速;A 、B 一起加速的最大加速度由A 决定..解答:物块A 能获得的最大加速度为:.∴A 、B 一起加速运动时;拉力F 的最大值为: .v 0AB变式1、例1中若拉力F作用在A上呢如图2所示..解答:木板B能获得的最大加速度为:..∴A、B一起加速运动时;拉力F的最大值为:.变式2、在变式1的基础上再改为:B与水平面间的动摩擦因数为认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力;使A、B以同一加速度运动;求拉力F的最大值..解答:木板B能获得的最大加速度为:设A、B一起加速运动时;拉力F的最大值为F m;则:解得:例4.如图3所示;质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上;在小车右端加一水平恒力F;F=8N;当小车速度达到1.5m/s时;在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体;物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2;小车足够长;求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小..g取10m/s2解答:物体放上后先加速:a1=μg=2m/s2此时小车的加速度为:当小车与物体达到共同速度时:v共=a1t1=v0+a2t1=2m/s解得:t1=1s;v共以后物体与小车相对静止:∵;物体不会落后于小车物体在t=1.5s内通过的位移为:s=a1t12+v共t-t1+a3t-t12=2.1m练习4、如图;质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上;木板与地面间的动摩擦因数;在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块;铁块与木板间的动摩擦因数;取g=10m/s2;试求:1若木板长L =1m;在铁块上加一个水平向右的恒力F =8N;经过多长时间铁块运动到木板的右端2若在铁块上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6中画出铁块受到木板的摩擦力f 2随拉力F 大小变化的图象..设木板足够长解答略答案如下:1t =1s2①当F ≤N 时;A 、B 相对静止且对地静止;f 2=F ; ②当2N<F ≤6N 时;M 、m 相对静止;③当F >6N 时;A 、B 发生相对滑动;N .画出f 2随拉力F 大小变化的图象如图7所示.. 小结:上几例我们可以看到;无论物体的运动情景如何复杂;这类问题的解答有一个基本技巧和方法..在物体运动的每一个过程中;若两个物体的初速度不同;则两物体必然相对滑动;若两个物体的初速度相同包括初速为0;则要先判定两个物体是否发生相对滑动;其方法是求出不受外力F 作用的那个物体的最大临界加速度并用假设法求出在外力F 作用下整体的加速度;比较二者的大小即可得出结论..练习:1.如图a 所示;光滑水平面上停放着一辆上表面粗糙的平板车;质量为M;一质量为m 的铁块以水平初速度v 0滑到小车上;两物体开始运动;它们的速度随时间变化的图象如图b 所示t 0是滑块在车上运动的时间;则可以断定A.铁块与小车最终滑离B.铁块与小车的质量之比m:M=1:1C.铁块与小车表面的动摩擦因数μ=03gt v 0D.平板车上表面的长度为650o t v 答案ABC2.2014届山东省枣庄市如图所示;质量M=4.0 kg 的木板长L=2.0 m;静止在水平地面上;木板与地面间的动摩擦因数为μ1=0.05..木板水平上表面左端静置质量m=2.0 kg 的小滑块可视为质点;小滑块与板间的动摩擦因数为μ2=0.2..从某时刻开始;用F=5.0N 的水平力一直向右拉滑块;直至滑块滑离木板..设木板与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力;取g=10 m/s 2..试求:3.2014届山东省郯城一中长1米的木板A;质量为M=1kg;静止在水平地面上..在木板最左端有一质量为m=2kg 的小物块B;在沿水平向右F=10牛的恒力作用下由静止开始运动;物块和木板、木板和水平面间的滑动摩擦系数分别为120.2,0.1μμ==..在把小物块从木板右端拉下去的过程中;求:1运动过程中A 、B 的加速度分别是多大2在此过程中木板运动的位移为多大 小物块可看作质点g 取10m/s 24.2013淮阴中学卷如图;在光滑水平面上;放着两块长度相同;质量分别为M 1和M 2的木板;在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块..开始时;各物均静止;今在两物体上各作用一水平恒力F 1、F 2;当物块和木板分离时;两木板的速度分别为v 1和v 2;物体和木板间的动摩擦因数相同;下列说法正确的是BDA .若F 1=F 2;M 1>M 2;则v 1>v 2B .若F 1=F 2;M 1<M 2;则v 1>v 2C .若F 1>F 2;M 1=M 2;则v 1>v 2D .若F 1<F 2;M 1=M 2;则v 1>v 25.如图所示;长2m;质量为1kg 的木板静止在光滑水平面上;一木块质量也为1kg 可视为质点;与木板之间的动摩擦因数为0.2..要使木块在木板上从左端滑向右端而不至滑落;则木块初速度的最大值为DA .1m/sB .2 m/sC .3 m/sD .4 m/s 6.如图所示;小木块质量m =1kg;长木桉质量M =10kg;木板与地面以及木块间的动摩擦因数均为μ=0.5.当木板从F 1 F 2静止开始受水平向右的恒力F=90N作用时;木块以初速v0=4 m/s 向左滑上木板的右端.则为使木块不滑离木板;木板的长度l至少要多长7.如图;质量M=1.0kg的长木板静止在光滑水平面上;在长木板的右端放一质量m=1.0kg的小滑块可视为质点;小滑块与长木板之间的动摩擦因数=0.20.现用水平横力F=6.0N向右拉长木板;使小滑块与长木板Array发生相对滑动;经过t=1.0s撤去力F.小滑块在运动。
专题 滑块—木板模型(板块模型)(课件)(共54张PPT)
1.模型特点 涉及两个发生相对滑动的物体. 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; 若滑块和滑板相向运动,位移之和等于板长.
设板长为L,滑块位移x1,滑板位移x2 x1
同向运动时:
运动演示
L=x1-x2
x2 L=x1+x2
相向运动时:
x1 x2
模型特征 滑块—滑板模型(如图a所示),涉及两个物体间的相对滑动,题目涉及摩擦力 分析、相对运动、摩擦生热、多次相互作用等,属于多物体、多过程问题,综 合性较强,对能力要求较高,频现于高考试卷中。另外,常见的子弹射击木块 (如图b)、圆环在直杆上滑动(如图c)都属于滑块—滑板类问题,处理方法与滑 块—滑板模型类似。
专题 滑块—木板模型 (板块模型)
人教版(2019) 高一上
综合模型 滑块——木快板模型
运动和力观点
功能பைடு நூலகம்点 动量观点
三大
四大
思路
问题
木板+木块
模型
突出----
独立性、规律性、关联性
抓住----
两个加速度 两个位移 三个关系
1、板块用力拉 2、块在板上滑 3、板块相向动 4、弹碰情景加
1.概念:一个物体在另一个物体上发生相对滑动,两者之间有相对运动。 问题涉及两个物体、多个过程,两物体的运动时间、速度、位移间有一定 的关系。 2.模型的特点: 滑块(视为质点)置于木板上,滑块和木板均相对地面运动,且滑块和木板 在摩擦力的相互作用下发生相对滑动。
到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出木板B的加速
度a,得到如图乙所示的a-F图像,已知g取10 m/s2,则 ( )
A.木板B的质量为1 kg B.滑块A的质量为4 kg C.当F=10 N时木板B的加速度为4 m/s2 D.滑块A与木板B间动摩擦因数为0.1
专题 滑块—木板模型(板块模型)(附精品解析)
专题 滑块—木板模型(板块模型) 专题训练一、单选题1.(2021·湖南·长郡中学高一期中)木板B 静止在水平面上,其左端放有物体A 。
现对A 施加水平恒力F 的作用,使两物体均从静止开始向右做匀加速直线运动,直至A 、B 分离,已知各接触面均粗糙,则( )A .A 和地面对B 的摩擦力是一对相互作用力B .A 和地面对B 的摩擦力是一对平衡力C .A 对B 的摩擦力水平向右D .B 对A 的摩擦力水平向右2.(2021·黑龙江·农垦佳木斯学校高三月考)如图所示,质量为M 的木板放在水平桌面上,一个质量为m 的物块置于木板上。
木板与物块间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ。
现用一水平恒力F 向右拉木板,使木板和物块共同向右做匀加速直线运动,物块与木板保持相对静止。
已知重力加速度为g 。
下列说法正确的是( )A .木板与物块间的摩擦力大小等于0B .木板对物块的摩擦力水平向左C .木板与桌面间的摩擦力大小等于μMgD .当拉力2()F M m g μ>+时,m 与M 发生相对滑动 3.(2021·山东师范大学附中高三月考)如图所示,质量为3kg 的长木板B 静置于光滑水平面上,其上放置质量为1kg 的物块A ,A 与B 之间的动摩擦因数为0.5设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且当地的重力加速度为210m/s 。
当木板A 和B 刚好要发生相对滑动时,拉力F 的大小为( )A .20NB .15NC .5ND .25N4.(2021·安徽·定远县民族中学高三月考)如图甲所示,足够长的木板B 静置于光滑水平面上,其上放置小滑块A 。
木板B 受到随时间t 变化的水平拉力F 作用时,木板B 的加速度a 与拉力F 的关系图象如图乙所示,则小滑块A 的质量为( )A .4kgB .3kgC .2kgD .1kg二、多选题5.(2021·四川·眉山市彭山区第一中学高三月考)物体A 和物体B 叠放在光滑水平面上静止,如图所示。
滑块—木板模型专题附详细答案
牛顿定律——滑块和木板模型专题一.“滑块—木板模型”问题的分析思路1.模型特点:上、下叠放两个物体,并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动.2.建模指导解此类题的基本思路:(1)分析滑块和木板的受力情况,根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度(2)对滑块和木板进行运动情况分析,找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系,建立方程.特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移.例1、m A=1 kg,m B=2 kg,A、B间动摩擦因数是0.5,水平面光滑.用10 N水平力F拉B时,A、B间的摩擦力是用20N水平力F拉B时,A、B间的摩擦力是例2、如图所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上,A、B质量分别为m A =6 kg,m B=2 kg,A、B之间的动摩擦因数μ=0.2,开始时F=10 N,此后逐渐增加,若使AB不发生相对运动,则F的最大值为针对练习1、如图5所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上,A、B质量分别为m A=6 kg,m B=2 kg,A、B之间的动摩擦因数μ=0.2,开始时F=10 N,此后逐渐增加,在增大到45 N的过程中,则()A.当拉力F<12 N时,物体均保持静止状态B.两物体开始没有相对运动,当拉力超过12 N时,开始相对运动C.两物体从受力开始就有相对运动D.两物体始终没有相对运动例3、如图所示,质量M=8 kg的小车放在光滑的水平面上,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,小物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,当二者达到相同速度时,物块恰好滑到小车的最左端.取g=10 m/s2.则:(1)小物块放上后,小物块及小车的加速度各为多大?(2)小车的长度L是多少?针对练习2、如图所示,木板静止于水平地面上,在其最右端放一可视为质点的木块.已知木块的质量m=1kg ,木板的质量M=4kg ,长L=2.5m ,上表面光滑,下表面与地面之间的动摩擦因数μ=0.2.现用水平恒力F=20N 拉木板,g 取10m/s 2,求:(1)木板的加速度;(2)要使木块能滑离木板,水平恒力F 作用的最短时间;(3)如果其他条件不变,假设木板的上表面也粗糙,其上表面与木块之间的动摩擦因素为3.01=μ,欲使木板能从木块的下方抽出,需对木板施加的最小水平拉力.(4)若木板的长度、木块的质量、木板的上表面与木块之间的动摩擦因数、木板与地面间的动摩擦因数都不变,只将水平恒力增加为30N ,则木块滑离木板需要多长时间? 牛顿定律——滑块和木板模型专题答案例1、3.3 N 5 N例2、48 N针对练习1、答案 D解析 当A 、B 间的静摩擦力达到最大静摩擦力,即滑动摩擦力时,A 、B 才会发生相对运动.此时对B 有:F fmax =μm A g =12 N ,而F fmax =m B a ,a =6 m/s 2,即二者开始相对运动时的加速度为6 m/s 2,此时对A 、B 整体:F =(m A +m B )a =48 N ,即F >48 N 时,A 、B 才会开始相对运动,故选项A 、B 、C 错误,D 正确.例3、答案 (1)2 m/s 2 0.5 m/s 2 (2)0.75 m解析 (1)以小物块为研究对象,由牛顿第二定律,得μmg =ma 1解得a 1=μg =2 m/s 2以小车为研究对象,由牛顿第二定律,得F -μmg =Ma 2解得a 2=F -μmg M=0.5 m/s 2 (2)由题意及运动学公式:a 1t =v 0+a 2t解得:t =v 0a 1-a 2=1 s则物块运动的位移x 1=12a 1t 2=1 m小车运动的位移x 2=v 0t +12a 2t 2=1.75 mL =x 2-x 1=0.75 m针对练习2、解析 (1)木板受到的摩擦力F f =μ(M +m )g =10 N木板的加速度a =F -F f M =2.5 m/s 2.(2分) (2)设拉力F 作用时间t 后撤去F 撤去后,木板的加速度为a ′=-F f M =-2.5 m/s 2(2分) 木板先做匀加速运动,后做匀减速运动,且a =-a ′,故at 2=L解得t =1 s ,即F 作用的最短时间为1 s .(2分) (3)设木块的最大加速度为a 木块,木板的最大加速度为a 木板,则μ1mg =ma 木块 (2分) 得a 木块=μ1g =3 m/s 2对木板:F 1-μ1mg -μ(M +m )g =Ma 木板 (2分)木板能从木块的下方抽出的条件为a 木板>a 木块解得F 1>25 N .(2分) (4)木块的加速度a 木块′=μ1g =3 m/s 2 (1分) 木板的加速度a 木板′=F 2-μ1mg -μ(M +m )g M =4.25 m/s 2(1分) 木块滑离木板时,两者的位移关系为x 木板-x 木块=L ,即12a 木板′t 2-12a 木块′t 2=L(2分)代入数据解得t=2 s.(2分) 答案(1)2.5 m/s2(2)1 s(3)大于25 N(4)2 s分析滑块—木板模型问题时应掌握的技巧1.分析题中滑块、木板的受力情况,求出各自的加速度.2.画好运动草图,找出位移、速度、时间等物理量间的关系.3.知道每一过程的末速度是下一过程的初速度.4.两者发生相对滑动的条件:(1)摩擦力为滑动摩擦力.(2)二者加速度不相等.。
滑块—木板模型专题(附详细参考答案)
精心整理牛顿定律——滑块和木板模型专题一.“滑块—木板模型”问题的分析思路1.模型特点:上、下叠放两个物体,并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动.2.建模指导解此类题的基本思路:(1)分析滑块和木板的受力情况,根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度(2)对滑块和木板进行运动情况分析,找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系,建立方程.特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移.例1、m A=1kg,m B=2kg,A、B间动摩擦因数是0.5,水平面光滑.用10N水平力F拉B时,A、B间的摩擦力是用20N水平力F拉B时,A、B间的摩擦力是例2、如图所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上,A、B质量分别为m A=6kg,m B =2kg,A、B之间的动摩擦因数μ=0.2,开始时F=10N,此后逐渐增加,若使AB不发生相对运动,则F的最大值为针对练习1、如图5所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上,A、B质量分别为m A=6kg,m B=2kg,A、B之间的动摩擦因数μ=0.2,开始时F=10N,此后逐渐增加,在增大到45N 的过程中,则()A.当拉力F<12N时,物体均保持静止状态B.两物体开始没有相对运动,当拉力超过12N时,开始相对运动C.两物体从受力开始就有相对运动D.两物体始终没有相对运动精心整理例3、如图所示,质量M =8kg 的小车放在光滑的水平面上,在小车左端加一水平推力F =8N ,当小车向右运动的速度达到1.5m/s 时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m =2kg 的小物块,小物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,当二者达到相同速度时,物块恰好滑到小车的最左端.取g =10m/s 2.则:(1)小物块放上后,小物块及小车的加速度各为多大? (2)小车的长度L 是多少?针对练习2、如图所示,木板静止于水平地面上,在其最右端放一可视为质点的木块.已知木块的质量m=1kg ,木板的质量M=4kg ,长L=2.5m ,上表面光滑,下表面与地面之间的动摩擦因数μ=0.2.现用水平恒力F=20N 拉木板,g 取10m/s 2,求: (1)木板的加速度;(2)要使木块能滑离木板,水平恒力F 作用的最短时间;(3)如果其他条件不变,假设木板的上表面也粗糙,其上表面与木块之间的动摩擦因素为3.01=μ,欲使木板能从木块的下方抽出,需对木板施加的最小水平拉力.(4)若木板的长度、木块的质量、木板的上表面与木块之间的动摩擦因数、木板与地面间的动摩擦因数都不变,只将水平恒力增加为30N ,则木块滑离木板需要多长时间?牛顿定律——滑块和木板模型专题答案例1、3.3N5N 例2、48N针对练习1、答案 D解析 当A 、B 间的静摩擦力达到最大静摩擦力,即滑动摩擦力时,A 、B 才会发生相对运动.此时对B 有:F fmax =μm A g =12N ,而F fmax =m B a ,a =6m/s 2,即二者开始相对运动时的加速度为6m/s 2,此时对A 、B 整体:F =(m A +m B )a =48N ,即F >48N 时,A 、B 才会开始相对运动,故选项A 、B 、C 错误,D 正确.例3、答案 (1)2m/s 2 0.5m/s 2 (2)0.75m解析 (1)以小物块为研究对象,由牛顿第二定律,得 μmg =ma 1解得a 1=μg =2m/s 2以小车为研究对象,由牛顿第二定律,得F -μmg =Ma 2 解得a 2==0.5m/s 2(2)由题意及运动学公式:a 1t =v 0+a 2t 解得:t ==1s则物块运动的位移x 1=a 1t 2=1m..'. 小车运动的位移x2=v0t+a2t2=1.75m L=x2-x1=0.75m针对练习2、解析(1)木板受到的摩擦力F f=μ(M+m)g=10N木板的加速度a==2.5m/s2. (2分)(2)设拉力F作用时间t后撤去F撤去后,木板的加速度为a′=-=-2.5m/s2 (2分)木板先做匀加速运动,后做匀减速运动,且a=-a′,故at2=L解得t=1s,即F作用的最短时间为1s.(2分) (3)设木块的最大加速度为a木块,木板的最大加速度为a木板,则μ1mg=ma木块(2分) 得a木块=μ1g=3m/s2对木板:F1-μ1mg-μ(M+m)g=Ma木板(2分)木板能从木块的下方抽出的条件为a木板>a木块解得F1>25N.(2分) (4)木块的加速度a木块′=μ1g=3m/s2 (1分) 木板的加速度a木板′==4.25m/s2 (1分)木块滑离木板时,两者的位移关系为x木板-x木块=L,即a木板′t2-a木块′t2=L (2分)代入数据解得t=2s.(2分)答案(1)2.5m/s2(2)1s(3)大于25N(4)2s分析滑块—木板模型问题时应掌握的技巧1.分析题中滑块、木板的受力情况,求出各自的加速度.2.画好运动草图,找出位移、速度、时间等物理量间的关系.3.知道每一过程的末速度是下一过程的初速度.4.两者发生相对滑动的条件:(1)摩擦力为滑动摩擦力.(2)二者加速度不相等.。
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专题:滑块一木板模型 1. 建模指导
解此类题的基本思路:(1)分析滑块和木板的受力情况,根据牛顿第二定律分别求岀滑块和木板 的加速度;(2)对滑块和木板进行运动情况分析,找岀滑块和木板之间的位移关系 或速度关系,建立 方程。
特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移。
2. 模型特征
上、下叠放两个物体,并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动。
3. 思维模板
4. 分析滑块一木板模型问题时应掌握的技巧
(1) 分析题中滑块、木板的受力情况,求岀各自的加速度。
(2) 画好运动草图,找岀位移、速度、时间等物理量间的关系。
『物理
〜对象丿
■确定滑块一木板模熨
■对滑块、木板分别受力分析
判断
结杲
冇临界 io r
与
没•速竽速相
块板离设相加也 滑木分假度后度等
幣法系
加度 由休求统速由隔离法 求滑块与 木板间摩 擦力刁及 最大那操
整体列式
若Fp% 假
设不成立, 分别列式
计算 判断
确定相同时阿内的位 移关系,列式求解 整体法
亦有相对滑钞 隔离法
求临界加. 速度%盏
(3)知道每一过程的末速度是下一过程的初速度。
(4)两者发生相对滑动的条件:(1)摩擦力为滑动摩擦力。
(2)二者加速度不相等。
5.滑块一木板模型临界问题的求解思路
预览:
【典例精析1】如图甲所示,光滑的水平地面上放有一质量为M、长为4.0m L =的木板。
从Ot
=时刻开始,质量为1.0kg m =的物块以初速度 06m/sv =从左侧滑上木板,同时在木板上施一水平向右的恒力7.0N F =,已知开始运动后1s内两物体的v t -图线如图乙所示,物块可视为质点,2s
10m/g =,下列说法正确的是
A .木板的质量 1.5M kg =
B .物块与木板间的动摩擦因数为0.1
C . 1.5s t =时,木板的加速度为 273
m/s D . 2s t =时,木板的速度为 7.2m/s
【典例精析2】如图所示,质量M =8.0 kg、长L =2.0 m的薄木板静置在光滑水平地面上,且木板不固定。
质量 m =0.40kg的小滑块(可视为质点)以速度v 0从木板的左端冲上木板。
已知滑块与木板间的动摩擦因数卩=0.20,(假定滑块与木板之间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度 g 取 10
m/s2。
)
(1)若v 0=2.1 m/s,从小滑块滑上长木板,到小滑块与长木板相对静止,小滑块的位移是多少?
⑵ 若v 0=3.0 m/s,在小滑块冲上木板的同时,对木板施加一个水平向右的恒力F,如果要使滑块不从木板上掉下,力F应满足什么条件?
预览:
III
【典例精析3】如图1所示,光滑水平面上放置质量分别为 m、2m的物块A和木板B , A、
B间的最大静摩擦力为卩mg现用水平拉力F拉B ,使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。
变式:在【典例精析3】的基础上再改为:B与水平面间的动摩擦因数为 (认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力),使A、 B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。
【典例精析4】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
卩==04102. (/) g m s (1)现用恒力F作用在木板M上,为了使得 m能从M上面滑落下来,问:F
大小的范围是什么?
(2)其它条件不变,若恒力F=22.8牛顿,且始终作用在 M上,最终使得m能从M上面滑落下来。
问:m在M上面滑动的时间是多大?预览:
7777777777777777777777
基础篇
1.如图所示,长木板放置在水平面上,一小物块置于长木板的中央,长木板和物块的质量均为 m ,物块与木板间的动摩擦因数为卩木板与水平面间动摩擦因数为3卩
,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g。
现对物块施加一水平向右的拉力F, 则木板加速度a大小可能是
A . a=卩 g
B . 23a g 卩=
C . 13a g 卩=
D . 123
F a g m 店=一质量为m2,长为L的长木板静止在光滑水平桌面上。
一质量为m1的小滑块以水平速度v从长木板的一端开始在木板上滑动,直到离开木板,滑块刚离开木板时的速度为 vO/3。
已知小滑块与木板之间的动摩擦因数为卩求:
(1
(2)小滑块刚离开木板时木板的速度为多少?
3.如图所示,质量为M=1kg
的长木板,静止放置在光滑水平桌面上,有一个质量为m=0. 2kg ,大小不计的物体以6m/s的水平速度从木板左端冲上木板,在木板上滑行了 2s后与木板相对静止。
试求:(g取10m/s2)
⑴木板获得的速度
⑵物体与木板间的动摩擦因数
预览:
4.如图所示,长木板A在光滑的水平面上向左运动,v A =1. 2m /s .现有小物体 B(可看作质点)从长木板A的左端向右水平地滑上小车,v B =1.2m /s , A 、 B间的动摩擦因数是0. 1, B的质量是A的3倍.最后B恰好未滑下 A,且A , B以共同的速度运动,g=10m/s 2.求:
(1)A, B共同运动的速度的大小;
(2)A向左运动的最大位移;
(3)长木板的长度.
5.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 间的动摩擦因数卩仁0.25
求:(取g =10m/s2)
(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?
预览:
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[提升篇]
6如图所示,质量为M =2 kg的长木板静止在光滑水平面上,现有一质量m =1 kg的小滑块(可视为质点)以v 0=3.6 m/s的初速度从左端沿木板上表面冲上木板,带动木板一起向前滑动。
已知滑块与
木板间的动摩擦因数卩=0.1重力加速度g取10 m/s2。
求:
(1)滑块在木板上滑动过程中,长木板受到的摩擦力大小f和方向;
(2)滑块在木板上滑动过程中,滑块相对于地面的加速度大小;
(3)若长木板足够长,滑块与长木板达到的共同速度v。
7. 如图所示 ,长为 L =6 m 、质量 M =4 kg 的长木板放置于光滑的水平面上 , 其左端有一大小可忽略,质量为m =1 kg的物块,物块与木板间的动摩擦因数为卩=0.4,开始时物块与木板都处于静止状态, 现对物块施加方向水平向右的恒定拉力 F 作用,取 g =10 m/s2 。
(1)为使物块与木板发生相对滑动,恒定拉力至少为多少 ;
⑵若F =8 N,求物块从木板左端运动到右端经历的时间;。