滑板与滑块问题
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滑块与滑板类问题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.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.例1:质量是2kg的物体A放在质量是4kg的物体B上,B放在光滑的水平面上,A、B之间的摩擦因数是0.5,最初A、B静止,现要对A施加一个力F,使A从B上滑下,问F需要满足的什么条件?其中则代入数值解得F>15N例2质量是0.4kg的物体A,带电量是+5x10-6c,其大小可以忽略,放在长木板B上,B的质量是0.1kg,B 不带电,水平地面与B之间的摩擦因数是0.3, A、B之间的摩擦因数是0.5,A、B最开始静止,现在A所在的区域加一个水平向右的有界匀强电场,左边界在A的左边缘,右边界距左边界0.5m,场强E=5x105,那么当A运动出电场时的速度是多大?若E=9x105那么当A运动出电场时的速度是多大?若B和地面之间的摩擦因数是0.5,那么上两个问又是怎么样呢? (设B足够长)找出使A、B相对滑动的临界值,判断在此电场力的作用下,A、B是否相对滑动,A、B若相对滑动其受力情况A、B相对滑动的条件是解得E>8x105,所以A、B还没有相对滑动,可以用整体法求出其加速度一、木板固定:对滑块使用运动学公式或者动能定理。
物理滑块滑板问题总结在物理学中,滑块滑板问题是一个经典的力学问题,它涉及到物体在斜面上的运动和受力分析。
通过对滑块滑板问题的总结和分析,我们可以更好地理解物体在斜面上的运动规律,为解决类似问题提供参考和指导。
本文将对物理滑块滑板问题进行总结,包括问题的基本概念、运动规律、受力分析和相关公式推导,希望能够对读者有所帮助。
首先,我们来看滑块滑板问题的基本概念。
滑块滑板问题是指一个物体沿着倾斜的滑板或斜面运动的问题。
在这个问题中,我们需要考虑物体在斜面上的加速度、受力情况以及最终的运动轨迹。
通过对滑块滑板问题的分析,我们可以了解到斜面对物体的影响,以及如何利用斜面来改变物体的运动状态。
其次,我们需要了解滑块滑板问题的运动规律。
根据牛顿运动定律,物体在斜面上的运动受到重力、支持力和摩擦力等多个力的作用。
通过对这些力的分析,我们可以得出物体在斜面上的加速度和速度变化规律,从而更好地理解物体在斜面上的运动情况。
另外,滑块滑板问题的受力分析也是非常重要的。
在这个问题中,我们需要分析物体受到的各种力,包括重力、支持力和摩擦力等。
通过对这些力的分析,我们可以计算出物体在斜面上的加速度和速度,从而得出物体的最终运动状态。
最后,我们可以通过相关公式推导来进一步理解滑块滑板问题。
通过对滑块滑板问题的相关公式推导,我们可以得出物体在斜面上的运动规律,包括加速度、速度和位移等。
这些公式可以帮助我们更好地理解滑块滑板问题,为解决类似问题提供参考和指导。
综上所述,物理滑块滑板问题是一个经典的力学问题,通过对它的总结和分析,我们可以更好地理解物体在斜面上的运动规律,为解决类似问题提供参考和指导。
希望本文对读者有所帮助,谢谢阅读!。
1一 无外力F 的板块问题分析【知识构建】1. 地面光滑,即板和地面的μ2=0,2.地面粗糙,即A 和B 的动摩擦因数μ1板和地面的动摩擦因数μ2, (1)μ1>μ2(2)μ1<μ211mg ma μ=()()23+M m g M m a μ+=23.板和快都有初速度【总结】μ1>μ2 μ1<μ211a v t =3【典例分析】 1、地面光滑【例1】 (多选)(2021·深圳第二外国语学校高一开学考试)如图甲所示,长木板A 静止在光滑水平面上,另一质量为2kg 的物体B (可看作质点)以水平速度v 0=3 m/s 滑上长木板A 的表面。
由于A 、B 间存在摩擦,之后的运动过程中A 、B 的速度图像如图乙所示。
g 取10 m/s 2,下列说法正确的是( )A .长木板A 、物体B 所受的摩擦力均与运动方向相反 B .A 、B 之间的动摩擦因数μ=0.2C .长木板A 的长度可能为L =0.8 mD .长木板A 的质量是4kg 【答案】BD【详解】A .由题意可知,A 木板的运动方向与其摩擦力方向相同,故A 错误;B .由图象知B 的加速度大小为2231m/s 2m/s 1B a -==对B 进行分析有:μm B g =m B a B ,可解得:μ=0.2故B 正确;C .由题意可知,木块B 尚未滑出木板A ,则临界条件为当AB 具有共同速度时,B 恰好滑到A 的右端,设A 、B 物体位移量分别为s A 、s B ,加速度分别为a A 、a B ,由图可知a A =1m/s 2,a B =2m/s 2,A 的长度为L ,则有:22011,,22A A B B B A s a t s v t a t s s L ==--=联立上式可解得L =1.5m ,即L ≥1.5m 即可,故C 错误;D .由μm B g =m A a A ,μm B g =m B a B 联立两式可解得:21A B BA a m a m ==即A 物体的质量是B 物体的两倍,长木板A 的质量是4kg ,故D 正确;故选BD 。
滑块、滑板模型专题例题:如图所示,滑块A 的质量m =1kg ,初始速度向右v 1=8.5m/s ;滑板B 足够长,其质量M =2kg ,初始速度向左v 2=3.5m/s 。
已知滑块A 与滑板B 之间动摩擦因数μ1=0.4,滑板B 与地面之间动摩擦因数μ2=0.1。
取重力加速度g =10m/s 2。
在两者相对运动的过程中:问题(1):刚开始a A1、a B1问题(2):B 向左运动的时间t B1及B 向左运动的最大位移S B2问题(3):A 向右运动的时间t 及A 运动的位移S A问题(4):B 运动的位移S B 及B 向右运动的时间t B2问题(5):A 对B 的位移大小△S 、A 在B 上的划痕△L 、A 在B 上相对B 运动的路程x A问题(6):B 在地面的划痕L B 、B 在地面上的路程x B问题(7):摩擦力对A 做的功W fA 、摩擦力对A 做的功W fB 、系统所有摩擦力对A 和B 的总功W f问题(8):A 、B 间产生热量Q AB 、B 与地面产生热量Q B 、系统因摩擦产生的热量Q问题(9):画出两者在相对运动过程中的示意图和v -t 图象1、如图所示,两质量相等的物块A 、B 通过一轻质弹簧连接,B 足够长、放置在水平面上,所有接触面均光滑。
弹簧开始时处于原长,运动过程中始终处在弹性限度内。
在物块A 上施加一个水平恒力,A 、B 从静止开始运动到第一次速度相等的过程中,下列说法中正确的有( )A .当A 、B 加速度相等时,系统的机械能最大B .当A 、B 加速度相等时,A 、B 的速度差最大C .当A 、B 的速度相等时,A 的速度达到最大D .当A 、B 的速度相等时,弹簧的弹性势能最大2、如图所示,质量为M=8 kg 的小车放在光滑水平面上,在小车右端加一水平恒力F=8 N 。
当小车向右运动的速度达到v 0=3m/s 时,在小车右端轻轻放上一质量m=2 kg 的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,物块始终不离开小车,从小物块放在小车上开始计时,经过3 s 时间,摩擦力对小物块做的功是多少?(g 取10 m/s 2)A B v 1=8.5m/s v 2=3.5m/s F m M3、如图(a )所示,在足够长的光滑水平面上,放置一长为L =1 m 、质量为m 1=0.5 kg 的木板A ,一质量为m 2=1 kg 的小物体B 以初速度v 0滑上A 的上表面的同时对A 施加一个水平向右的力F ,A 与B 之间的动摩擦因数为μ=0.2,g =10 m/s 2;小物体B 在A 上运动的路程S 与F 力的关系如图(b )所示。
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.(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?【例3】如图所示,在高出水平地面h=1.8 m的光滑平台上放置一质量M=2 kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度l1=0.2 m且表面光滑,左段表面粗糙.在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量m=1 kg,B与A左段间动摩擦因数μ=0.4.开始时二者均静止,现对A施加F=20 N水平向右的恒力,待B脱离A(A尚未露出平台)后,将A取走.B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x=1.2 m.(取g=10 m/s2)求:(1)B离开平台时的速度v B.(2)B从开始运动到刚脱离A时,B运动的时间t B和位移x B.(3)A左段的长度l2.。
滑板上的滑块解题技巧一个滑板一滑块,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V 0滚上小车(图1),求: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。
[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V 0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<V 车,则球处于下滑阶段。
(V 球为球的水平分速度)。
因此,小球在最大高度时二者速度相等。
设二者速度均为V ,根据动量守恒定律有:m V 0=(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 V 2=1/2(M+m )V 2+mgh ②解①②式可得球上升的最大高度h= m V 02/ 2(M+m )g⑵设小球又滚回来和M 分离时二者的速度分别为V 1和V 2,则根据动量守恒和机械能守恒可得:m V 0=m V 1+M V 2 ③1/2 m V 02=1/2 m V 12+1/2 MV 22 ④解③④可得:小球的速度 V 1 = ( m- M)/( m + M )V 0小车的速度: V 2= 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。
相对滑动问题
1、如图所示,水平传送带以5m/s 的恒定速度运动,传送带长AB =7.5m 。
今在其左端将一工件被带动传送到右端。
已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.5, (1)试求这工件经多少时间由传送带左端运动到右端?
(2) 如果要提高传送带的效率,工件就能被较快地传送到B处,求行李从A传送到B处的最短时间以及传送带对应的最小运行速率?(g =10m/s 2)
2、 如图所示,传送带与水平面间的夹角θ=370,以速度v=10m/s 匀速地运行,现在传送带上的A 端轻轻的放上一个小木块(可视为质点),已知小木块与皮带之间的动摩擦因数μ=0.5,带上A、B两点间的距离s=16m,试问:在下列三种情况下木块由A端运动到B端需要多少时间?(g=10m/s 2) (1)若传送带不转动 (2)传送带顺时针转动 (3)传送带逆时针转动
3、倾斜的传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行,如图甲所示,在t=0时,将质量m=2.0kg 的小物块轻放在传送带上A 点处,2s 时物块从B 点离开传送带,物块速度随时间变化的图象如图乙所示,设沿传送带向下为运动的正方向,取重力加速度g=10m/s 2.求: (1)0~1s 内物体所受的合外力大小; (2)小物块与传送带之间的动摩擦因数;
(3)在0~2s 内由于小物块与皮带间的摩擦所产生的热量.
4、在某项娱乐活动中,要求参与者通过一光滑的斜面将质量为m 的物块送上高处的水平传送带后运送到
网兜内.斜面长度为l ,倾角为θ=
30,传送带距地面高度为l ,传送带的长度为3l ,传送带表面的动摩擦因数5.0=μ,传送带一直以速度2
3gl
v =
顺时针运动.当某参与者第一次试操作时瞬间给予小物块一初速度只能将物块刚好送到斜面顶端;第二次调整初速度,恰好让物块水平冲上传送带并成功到达网兜.求:
(1)第一次小物块获得的初速度1v ;
(2)第二次小物块滑上传送带的速度2v 和传送带距斜面的水平距离s ; (3)第二次小物块通过传送带过程中摩擦力对物块所做功以及摩擦产生的热量.
5、如图所示,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 ( )
A .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
6、 如图所示,A 、B 两物块的质量分别为 2 m 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0.5μ. 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 < 2 μmg 时,A 、
B 都相对地面静止
B 当 F =5μmg /2 时, A 的加速度为μg /3
C 当 F > 3 μmg 时,A 相对 B 滑动
D 无论 F 为何值,B 的加速度不会超过0.5μg
6、如图所示,一质量M =3.0kg 、足够长的木板B 放在光滑的水平面上,其上表面放置质量m =l.0kg 的小木块
A ,A 、
B 均处于静止状态,A 与B 间的动摩擦因数µ=0.30,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.现给木块A 施加一随时间t 变化的水平力F =kt (k =2.0N/s),取g =10m/s 2. (1)若木板B 固定,则经过多少时间木块A 开始滑动? (2) 若木板B 固定,求t 2=2.0s 时木块A 的加速度大小.
(3) 若木板B 不固定,求t 3=1.0S 时木块A 受到的摩擦力大小.
7、如图所示,物体A放在足够长的木板B的右端,木板B静止于水平面.t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动.已知A的质量mA和B 的质量mB均为2.0kg,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,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)物体A刚运动时的加速度大小aA和方向;
(2)t=1.0s时,电动机的输出功率P;
(3)若t=1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P=5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,物体A木板B的?
8、如图甲所示,质量M=l.0kg的长木板A静止在光滑水平面上,在木板的左端放置一个质量m=l.0kg的小
铁块B,铁块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,对铁块施加水平向右的拉力F,F大小随时间变化如图乙所示,4s时撤去拉力.可认为A、B间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1 )0~ls内,A、B的加速度大小a A、a B;
(2)B相对A滑行的最大距离s;
(3)0~4s内,拉力做的功W.
9、如图所示,质量为m=1kg的小滑块,从光滑、固定的圆弧轨道的最高点A由静止滑下,经最低点B后
滑到位于水平面的木板上。
已知木板质量M=2kg,其上表面与圆弧轨道相切于B点,且长度足够长。
整个过程中木板的图像如图所示,g=l0m/s2
0.5
t
10、质量为1kg 的木板B 静止在水平面上,可视为质点的物块A 从木板的左侧沿木板表面水平冲
上木板,如图甲所示.A 和B 经过1s 达到同一速度,后共同减速直至静止,v-t 图象如图乙所示,g=10m/s 2,求:
(1)A 与B 间的动摩擦因数μ1,B 与水平面间的动摩擦因数μ2; (2)A 的质量m .
11、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的最右端,以后木板运动的v -t 图像如图所示。
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,。
取重力加速度的大小g=10m/s2,求: (1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数; (2)若物块不脱离木板,木板至少长多少?
(3)若物块始终在木板上,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大小。
(4)若物块始终在木板上,整个运动过程中木板与物块之间产生的内能。
12、如图所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速度为 v0.小工件离开甲前与甲的
速度相同,并平稳地传到乙上,工件与乙之间的动摩擦因数为 μ. 乙的宽度足够大,重力加速度为 g. (1 ) 若乙的速度为 v0,求工件在乙上侧向( 垂直于乙的运动方向) 滑过的距离 s; (2 ) 若乙的速度为 2 v0,求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小 v;
(3 ) 保持乙的速度 2 v0 不变,当工件在乙上刚停止滑动时,下一只工件恰好传到乙上,如此反复. 若每个工
件的质量均为 m,除工件与传送带之间摩擦外,
其他能量损耗均不计,求驱动乙的电动机的平均输出功率 .。