2015高考物理滑塊木板模型問題專題分析.doc

精品文檔滑塊木板模型分析(教師版)例1：質(zhì)量為M木板置于光滑水平面上，一質(zhì)量為m的滑塊以水平速度從左端滑上木板，m與M之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求：（1）假如木板足夠長，求共同速度和所用的時(shí)間（2）要使m不掉下，M至少要多長： 練習(xí)1：如圖所示，質(zhì)量為M=1kg的長木板，靜止放置在光滑水平桌面上，有一個(gè)質(zhì)量為m=0.2kg大小不計(jì)的物體以6m/s的水平速度從木板左端沖上木板，在木板上滑行了2s后跟木板相對靜止（g取10m/s2）。求：（1）木板獲得的速度。（2）物體與木板 間的動(dòng)摩擦因數(shù)； v0 A B例2：在光滑水平面上并排放兩個(gè)相同的木板，長度均為L=1.00m，一質(zhì)量與木板相同的金屬塊，以v0=2.00m/s的初速度向右滑上木板A，金屬塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.1， g取10m/s2。求兩木板的最后速度。練習(xí)2：如圖，在光滑水平面上，有一質(zhì)量為M=3kg的木板和質(zhì)量為m=1kg的物塊，都以v=4m/s的初速朝相反的方向運(yùn)動(dòng)，它們間有摩擦，木板足夠長，當(dāng)木板速度為2.4m/s時(shí)，物塊的運(yùn)動(dòng)情況是( )A做加速運(yùn)動(dòng) B.做減速運(yùn)動(dòng)C做勻速運(yùn)動(dòng) D.以上都有可能例3如圖，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m的物塊A和木板B，A、B間的最大靜摩擦力為mg，現(xiàn)用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度運(yùn)動(dòng)，求拉力F的最大值。分析：為防止運(yùn)動(dòng)過程中A落后于B（A不受拉力F的直接作用，靠A、B間的靜摩擦力加速），A、B一起加速的最大加速度由A決定。解答：物塊A能獲得的最大加速度為：A、B一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F的最大值為： 變式1、 例1中若拉力F作用在A上呢？如圖2所示。解答：木板B能獲得的最大加速度為：。A、B一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F的最大值為：變式2、 在變式1的基礎(chǔ)上再改為：B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），使A、B以同一加速度運(yùn)動(dòng)，求拉力F的最大值。解答：木板B能獲得的最大加速度為：設(shè)A、B一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F的最大值為Fm，則： 解得： 例4如圖3所示，質(zhì)量M=8kg的小車放在光滑的水平面上，在小車右端加一水平恒力F，F(xiàn)=8N，當(dāng)小車速度達(dá)到15m/s時(shí)，在小車的前端輕輕放上一大小不計(jì)、質(zhì)量m=2kg的物體，物體與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)=02，小車足夠長，求物體從放在小車上開始經(jīng)t=15s通過的位移大小。（g取10m/s2） 解答：物體放上后先加速：a1=g=2m/s2此時(shí)小車的加速度為： 當(dāng)小車與物體達(dá)到共同速度時(shí)：v共=a1t1=v0+a2t1 解得：t1=1s，v共=2m/s以后物體與小車相對靜止： （，物體不會(huì)落后于小車）物體在t=1.5s內(nèi)通過的位移為：s=a1t12+v共 （tt1）+ a3（tt1）2=2.1m練習(xí)4、 如圖，質(zhì)量M=1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量m=1kg、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取g=10m/s2，試求：（1）若木板長L=1m，在鐵塊上加一個(gè)水平向右的恒力F=8N，經(jīng)過多長時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的右端？（2）若在鐵塊上施加一個(gè)大小從零開始連續(xù)增加的水平向右的力F，通過分析和計(jì)算后，請?jiān)趫D6中畫出鐵塊受到木板的摩擦力f2隨拉力F大小變化的圖象。（設(shè)木板足夠長）（解答略）答案如下：（1）t=1s（2）當(dāng)FN時(shí)，A、B相對靜止且對地靜止，f2=F；當(dāng)2N6N時(shí)，A、B發(fā)生相對滑動(dòng)，N畫出f2隨拉力F大小變化的圖象如圖7所示。小結(jié)：上幾例我們可以看到，無論物體的運(yùn)動(dòng)情景如何復(fù)雜，這類問題的解答有一個(gè)基本技巧和方法。在物體運(yùn)動(dòng)的每一個(gè)過程中，若兩個(gè)物體的初速度不同，則兩物體必然相對滑動(dòng)；若兩個(gè)物體的初速度相同（包括初速為0），則要先判定兩個(gè)物體是否發(fā)生相對滑動(dòng)，其方法是求出不受外力F作用的那個(gè)物體的最大臨界加速度并用假設(shè)法求出在外力F作用下整體的加速度，比較二者的大小即可得出結(jié)論。練習(xí)：1.如圖(a)所示,光滑水平面上停放著一輛上表面粗糙的平板車,質(zhì)量為M,一質(zhì)量為m的鐵塊以水平初速度v0滑到小車上,兩物體開始運(yùn)動(dòng),它們的速度隨時(shí)間變化的圖象如圖（b）所示（t0是滑塊在車上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間）,則可以斷定 （ ）A.鐵塊與小車最終滑離B.鐵塊與小車的質(zhì)量之比m:M=1：1C.鐵塊與小車表面的動(dòng)摩擦因數(shù)=D.平板車上表面的長度為 答案 ABC2(2014屆山東省棗莊市）如圖所示，質(zhì)量M = 4.0 kg的木板長L = 2.0 m，靜止在水平地面上，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1=0.05。木板水平上表面左端靜置質(zhì)量m = 2.0 kg的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），小滑塊與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2 = 0.2。從某時(shí)刻開始，用F=5.0 N的水平力一直向右拉滑塊，直至滑塊滑離木板。設(shè)木板與地面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取g =10 m/s2。試求：3(2014屆山東省郯城一中）長1米的木板A，質(zhì)量為M=1kg，靜止在水平地面上。在木板最左端有一質(zhì)量為m=2kg的小物塊B，在沿水平向右F=10牛的恒力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，物塊和木板、木板和水平面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)分別為。在把小物塊從木板右端拉下去的過程中，求：（1）運(yùn)動(dòng)過程中A、B的加速度分別是多大？（2）在此過程中木板運(yùn)動(dòng)的位移為多大？（小物塊可看作質(zhì)點(diǎn)）（g取10m/s2）4(2013淮陰中學(xué)卷)如圖，在光滑水平面上，放著兩塊長度相同，質(zhì)量分別為M1和M2的木板，在兩木板的左端各放一個(gè)大小、形狀、質(zhì)量完全相同的物塊。開始時(shí)，各物均靜止，今在兩物體上各作用一水平恒力F1、F2，當(dāng)物塊和木板分離時(shí)，兩木板的速度分別為v1和v2，物體和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，下列說法正確的是 ( BD )F1F2A若F1F2，M1M2，則v1v2B若F1F2，M1M2，則v1v2C若F1F2，M1M2，則v1v2D若F1F2，M1M2，則v1v25如圖所示，長2m，質(zhì)量為1kg的木板靜止在光滑水平面上，一木塊質(zhì)量也為1kg（可視為質(zhì)點(diǎn)），與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。要使木塊在木板上從左端滑向右端而不至滑落，則木塊初速度的最大值為（ D ）A1m/s B2 m/s C3 m/s D4 m/s6如圖所示，小木塊質(zhì)量m1kg，長木桉質(zhì)量M10kg，木板與地面以及木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5當(dāng)木板從靜止開始受水平向右的恒力F90 N作用時(shí)，木塊以初速v04 ms向左滑上木板的右端則為使木塊不滑離木板，木板的長度l至少要多長?MFm7.如圖，質(zhì)量M=1.0kg的長木板靜止在光滑水平面上，在長木板的右端放一質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），小滑塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.20.現(xiàn)用水平橫力F=6.0N向右拉長木板，使小滑塊與長木板發(fā)生相對滑動(dòng)，經(jīng)過t=1.0s撤去力F.小滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中始終沒有從長木板上掉下.求：（1）撤去力F時(shí)小滑塊和長木板的速度個(gè)是多大；（2）運(yùn)動(dòng)中小滑塊距長木板右端的最大距離是多大？解：（1）.