3--14滑块滑板模型
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2024版新课标高中物理模型与方法--滑块木板模型目录【模型归纳】1模型一光滑面上外力拉板模型二光滑面上外力拉块模型三粗糙面上外力拉板模型四粗糙面上外力拉块模型五粗糙面上刹车减速【常见问题分析】问题1.板块模型中的运动学单过程问题问题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3.板块模型中的运动学多过程问题2--抽桌布问题问题4.板块模型中的运动学粗糙水平面减速问题【模型例析】5【模型演练】13【模型归纳】模型一光滑面上外力拉板加速度分离不分离m1最大加速度a1max=μgm2加速度a2=(F-μm1g) /m2条件:a2>a1max即F>μg(m1+m2)条件:a2≤a1max即F≤μg(m1+m2)整体加速度a=F/(m1+m2)内力f=m1F/(m1+m2)模型二光滑面上外力拉块加速度分离不分离m2最大加速度a2max=μm1g/m2 m1加速度a1=(F-μm1g)/m1条件:a1>a2max即F>μm1g(1+m1/m2)条件:a2≤a1max即F≤μm1g(1+m1/m2)整体加速度a=F/(m1+m2)内力f=m2F/(m1+m2)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(m1+m2)g 条件:a2≤a1max即μ2(m1+m2)g<F≤(μ1+μ2)g(m1+m2)整体加速度a=[F-μ2(m1+m2)g)]/(m1条件:a2>a1max=μ1g即F>(μ1+μ2)g(m1+m2)+m2)内力f=m1a外力区间范围模型四粗糙面上外力拉块μ1m1g>μ2(m1+m2)g一起静止一起加速分离条件:F≤μ2(m1+m2)g 条件:μ2(m1+m2)g<F≤(μ1-μ2)m1g(1+m1/m2)整体加速度a=[F-μ2(m1+m2)g)]/(m1+m2)内力f1=μ2(m1+m2)g+m2a条件:a1>a2max=[μ1m1g-μ2(m1+m2)g]/m2即F>(μ1-μ2)m1g(1+m1/m2)外力区间范围模型五粗糙面上刹车减速一起减速减速分离m1最大刹车加速度:a1max=μ1g 整体刹车加速度a=μ2g条件:a≤a1max即μ2≤μ1条件:a>a1max即μ2>μ1m1刹车加速度:a1=μ1gm2刹车加速度:a2=μ2(m1+m2)g-μ1m1g)]/m2加速度关系:a1<a2【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 20-½a 1t 20=L 分离,位移关系:x 相对=½a 1t 20-½a 2t 20=L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:②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:②匀减速分离,位移关系:x2-x1=L10v0多过程问题,位移关系:x1+x1'=L2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<μ2【模型例析】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4.5m,如图(a)所示。
目标要求 1.会分析、计算“滑块—弹簧”模型、“滑块—斜(曲)面”模型及“滑块—滑板”模型(子弹打木块模型)与碰撞的相似性。
2.会用碰撞的相关知识解决实际问题。
考点一“滑块—弹簧”模型1.模型图示2.模型特点(1)动量守恒:两个物体与弹簧相互作用的过程中,若系统所受外力的矢量和为零,则系统动量守恒。
(2)机械能守恒:系统所受的外力为零或除弹簧弹力以外的内力不做功,系统机械能守恒。
(3)弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相同,弹性势能最大,系统动能通常最小(相当于完全非弹性碰撞,两物体减少的动能转化为弹簧的弹性势能)。
(4)弹簧恢复原长时,弹性势能为零,系统动能最大(相当于刚完成弹性碰撞)。
如图甲所示,物体A、B的质量分别是m1=4kg和m2=4kg,用轻弹簧相连后放在光滑的水平面上,物体B左侧与竖直墙相接触但不粘连。
另有一个物体C从t=0时刻起,以一定的速度向左运动,在t=5s时刻与物体A相碰,碰后立即与A粘在一起,此后A、C不再分开。
物体C在前15s内的v-t图像如图乙所示。
求:甲乙(1)物体C的质量m3;(2)B离开墙壁后所能获得的最大速度大小。
解析:(1)以水平向左的方向为正方向,A、C碰撞过程中动量守恒,则有m3v C =(m1+m3)v共1代入v-t图像中的数据解得m3=2kg。
(2)从B开始离开墙面到B速度最大的过程,相当于B与AC整体完成了一次弹性碰撞,以水平向右为正方向,则有(m1+m3)v共1′=(m1+m3)v共2+m2v21 2(m1+m3)v共1′2=12(m1+m3)v共22+12m2v22由v-t图像可得v共1′大小为2m/s,方向水平向右,解得B的最大速度为v2=2.4m/s。
答案:(1)2kg(2)2.4m/s【对点训练】1.(多选)如图所示,在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A、B,质量分别为m=0.1kg和M=0.3kg,两球中间夹着一根压缩的轻弹簧,原来处于静止状态,同时放开A、B球和弹簧,已知A球脱离弹簧的速度为6m/s,接着A球进入与水平面相切,半径为0.5m的处于竖直面内的光滑半圆形轨道运动,PQ为半圆形轨道竖直的直径,g=10m/s2,下列说法正确的是()A.弹簧弹开过程中,弹力对A的冲量大于对B的冲量B.A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为2m/sC.A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·sD.若半圆轨道半径改为0.9m,则A球不能到达Q点解析:BCD弹簧弹开两小球的过程中,弹力相等,作用时间相同,根据冲量定义可知,弹力对A的冲量大小等于B的冲量大小,故A错误;由动量守恒定律m v 1=M v 2,解得A 球脱离弹簧时B 球获得的速度大小为v 2=2m/s ,故B 正确;设A 球运动到Q 点时速率为v ,对A 球从P 点运动到Q 点的过程,由机械能守恒定律可得12m v 12=mg ·2R +12m v 2,解得v =4m/s ,根据动量定理I =m v -(-m v 1)=1N ·s ,即A 球从P 点运动到Q 点过程中所受合外力的冲量大小为1N ·s ,故C 正确;若半圆轨道半径改为0.9m ,小球到达Q 点的临界速度v Q =gR =3m/s ,对A 球从P 点运动到Q 点的过程,由机械能守恒定律12m v 12=mg ·2R +12m v 2,解得v =0,小于小球到达Q 点的临界速度,则A 球不能达到Q 点,故D 正确。
考点分类:考点分类见下表考点一:“滑块—滑板”模型1.模型概述(1)滑块、滑板是上、下叠放的,分别在各自所受力的作用下运动,且在相互的摩擦力作用下相对滑动.(2)滑块相对滑板从一端运动到另一端,若两者同向运动,位移之差等于板长;若反向运动,位移之和等于板长.(3)一般两者速度相等为“临界点”,要判定临界速度之后两者的运动形式.2.常见情形动,且v板<v块,则两者加速度不同,x板<x块,Δ-x板,最后分离或相对静止考点二“传送带”模型1.模型概述:传送带模型包含水平传送带和倾斜传送带,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.物体的速度与传送带速度相等时,物体所受摩擦力可能发生突变.2.常见情形:(1)v0>v时,可能一直减速,也可能先减速再匀速送带较短时,滑块一直减速到左端传送带较长时,滑块还要被传一直加速可能先加速后匀速可能一直加速可能先加速后匀速可能先减速后反向加速典例精析★考点一:“滑块—滑板”模型◆典例一:(2018·湖北武汉模拟)如图所示,水平传送带足够长,传送带始终顺时针匀速运动,长为1 m的薄木板A的正中央放置一个小木块B,A和B之间的动摩擦因数为0.2,A和传送带之间的动摩擦因数为0.5,薄木板A的质量是木块B质量的2倍,轻轻把A,B整体放置在传送带的中央,设传送带始终绷紧并处于水平状态,取g=10 m/s2.在刚放上很短的时间内,A,B的加速度大小分别为( )A.6.5 m/s2,2 m/s2B.5 m/s2,2 m/s2C.5 m/s2,5 m/s2D.7.5 m/s2,2 m/s2【答案】A◆典例二:如左图所示,粗糙的水平地面上有一块长木板P,小滑块Q放置于长木板上最右端。
现将一个水平向右力F作用在长木板的右端,让长木板从静止开始运动。
滑块、长木板的速度图象如右图所示,己知物块与木板的质量相等,滑块Q始终没有从长木板P上滑下。
重力加速度g=10m/s2。
秘籍04滑块木板模型和传送带模型一、滑块木板模型1.模型特点: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作用下发生相对滑动.2.位移关系:如图所示,滑块由木板一端运动到另一端的过程中,设板长为L ,滑块(可视为质点)位移大小为x 块,滑板位移大小为x 板。
同向运动时:L =x 块-x 板.反向运动时:L =x 块+x 板.不再有摩擦力(水平面上共同匀速运动).5.分析板块模型的思路二、传送带模型(摩擦力方向一定沿斜面向上)3.划痕问题:滑块与传送带的划痕长度Δx等于滑块与传送带的相对位移的大小,若有两次相对运动且两次相对运动方向相同,Δx=Δx1+Δx2(图甲);若两次相对运动方向相反,Δx等于较长的相对位移大小.(图乙)4.功能关系分析:(1)功能关系分析:W=ΔE k+ΔE p+Q。
(2)对W和Q的理解传送带克服摩擦力做的功:W=fx;传。
产生的内能:Q=fx相对【题型一】滑块木板模型A.地面对木板的摩擦力方向水平向右B.地面对木板的摩擦力大小为9NA.小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.6B.当水平拉力增大时,小滑块比长木板先相对地面发生滑动C.小滑块的质量为2kgF=时,长木板的加速度大小为2m/s D.当水平拉力12N【答案】AC【详解】A.设小滑块质量为m,小滑块与长木板之间的动摩擦数为A.若只增大M,则小滑块能滑离木板B.若只增大v0,则小滑块在木板上运动的时间变长【答案】(1)15 4a g=,方向沿斜面向下,【详解】(1)A第一次碰挡板前,系统相对静止,之间无摩擦。
碰后,对A.木板的长度为2mB.木板的质量为1kgC.木板运动的最大距离为2mD.整个过程中滑块B的位移为0【答案】D【详解】B.对两滑块受力分析,根据牛顿第二定律可得a=A依题意,相遇前木板匀加速,由牛顿第二定律,有μm g由图可知,木板的长度为A.滑块Q与长木板P之间的动摩擦因数是0.5B.长木板C.t=9s时长木板P停下来D.长木板P 【答案】C【详解】A.由乙图可知,力F在5s时撤去,此时长木板PA .122v v =B .弹簧弹性势能的最大值为2118mv C .图甲所示的情况,滑块压缩弹簧被弹回后回到长木板右端时,滑块的速度为D .图甲所示的情况,滑块压缩弹簧被弹回后回到长木板右端时,滑块的速度大小为【答案】BD【详解】CD .如图甲,设滑块被弹簧弹开,运动到长木板右端时的速度为v 3,系统的合外力为零,系统动量守恒,滑块压缩弹簧被弹回后恰好可以到达A 的右端,由动量守恒定律得132mv mv =解得3112v v =故C 错误,D 正确;AB .如图甲,弹簧被压缩到最短时两者速度相同,设为v ,弹簧最大弹性势能为长木板到弹簧被压缩到最短的过程,由动量守恒定律和能量守恒定律12mv mv=()22112p 11222mv mv mg x x E μ=⨯+++A .滑块A 的质量为4kgB .木板B 的质量为1kgC .当10N F =时木板B 加速度为24m/sD .滑块A 与木板B 间动摩擦因数为0.1【答案】BC【详解】ABD .根据题意,由图乙可知,当拉力等于8N ,滑块【答案】(1)1.5m/s;1.5m/s;(2【详解】(1)由于A与B之间的动摩擦因数及均相对斜面静止,小球在由释放到碰【答案】(1)3m/s;(2)2m/s;(3)不能与1A B【典例1】如图所示,某快递公司为提高工作效率,利用传送带传输包裹,水平传送带长为4m ,由电动机驱动以4m/s 的速度顺时针转动。
滑块滑板模型教案教案标题:滑块滑板模型教案目标:1. 了解滑块滑板模型的基本原理和应用。
2. 学习如何设计和构建一个滑块滑板模型。
3. 提高学生的动手能力和创新思维。
教案步骤:引入活动:1. 引入滑块滑板模型的概念和应用领域,例如工程设计、物理实验等。
2. 引发学生对滑块滑板模型的兴趣,提出问题激发思考,如“你认为滑块滑板模型有哪些特点?它能在哪些领域发挥作用?”理论知识讲解:1. 介绍滑块滑板模型的基本原理,包括滑块、滑板和滑动摩擦等概念。
2. 讲解滑块滑板模型的应用案例,如滑块滑板制动系统、滑块滑板传动系统等。
3. 解释滑块滑板模型的工作原理,如何利用滑动摩擦产生力和运动。
实践操作:1. 分发材料和工具,组织学生进行滑块滑板模型的设计和构建。
2. 指导学生选择合适的材料和尺寸,搭建滑块滑板模型的基本结构。
3. 引导学生进行实验和观察,记录滑块滑板模型的运动过程和效果。
4. 鼓励学生进行改进和创新,尝试不同材料和设计方案,提高滑块滑板模型的性能。
总结和展示:1. 学生展示他们设计和构建的滑块滑板模型,并分享他们的观察和实验结果。
2. 引导学生总结滑块滑板模型的特点和应用,以及他们在设计和构建过程中的收获和困难。
3. 鼓励学生思考滑块滑板模型的潜在改进和应用领域,培养他们的创新思维和问题解决能力。
评估:1. 观察学生在实践操作中的参与程度和动手能力。
2. 评估学生对滑块滑板模型理论知识的理解程度,可以通过小组讨论或书面测试等形式进行。
3. 评价学生在总结和展示环节中的表现,包括思考深度、创新性和沟通能力等。
延伸活动:1. 邀请专业人士或行业代表来学校进行讲座或工作坊,深入探讨滑块滑板模型的应用和发展趋势。
2. 组织学生参加相关比赛或科技展览,展示他们的滑块滑板模型并与他人交流分享经验。
教案资源:1. 滑块滑板模型的相关资料和案例分析。
2. 材料和工具,如滑块、滑板、轴承、螺丝等。
3. 学生实验记录表和总结反思表格。
2020年高考物理专题精准突破专题动力学中的板块问题【专题诠释】1.模型特征滑块——滑板模型(如图a),涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热,多次相互作用,属于多物体、多过程问题,知识综合性较强,对能力要求较高,故频现于高考试卷中.另外,常见的子弹射击滑板(如图b)、圆环在直杆中滑动(如图c)都属于滑块类问题,处理方法与滑块——滑板模型类似.2.两种类型【高考领航】【2019·江苏高考】如图所示,质量相等的物块A和B叠放在水平地面上,左边缘对齐。
A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。
先敲击A,A立即获得水平向右的初速度,在B上滑动距离L后停下。
接着敲击B,B立即获得水平向右的初速度,A、B都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,此后两者一起运动至停下。
最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。
求:(1)A被敲击后获得的初速度大小v A;(2)在左边缘再次对齐的前、后,B运动加速度的大小a B、a B′;(3)B被敲击后获得的初速度大小v B。
【答案】(1)2μgL(2)3μgμg(3)22μgL【解析】A、B的运动过程如图所示:(1)A被敲击后,B静止,A向右运动,由牛顿第二定律知,A的加速度大小a A=μgA在B上滑动时有2a A L=v2A解得:v A=2μgL。
(2)设A、B的质量均为m对齐前,A相对B滑动,B所受合外力大小F=μmg+2μmg=3μmg由牛顿第二定律得F=ma B,得a B=3μg对齐后,A、B相对静止,整体所受合外力大小F′=2μmg由牛顿第二定律得F′=2ma B′,得a B′=μg。
(3)设B被敲击后,经过时间t,A、B达到共同速度v,位移分别为x A、x B,A的加速度大小等于a A 则v=a A t,v=v B-a B tx A=12a A t2,x B=v B t-12a B t2且x B-x A=L解得:v B=22μgL。
【2017·高考全国卷Ⅲ】如图,两个滑块A和B的质量分别为m A=1 kg和m B=5 kg,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m=4 kg,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v0=3 m/s.A、B相遇时,A与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10 m/s2.求(1)B 与木板相对静止时,木板的速度; (2)A 、B 开始运动时,两者之间的距离. 【答案】 见解析【解析】 (1)滑块A 和B 在木板上滑动时,木板也在地面上滑动.设A 、B 和木板所受的摩擦力大小分别为f 1、f 2和f 3,A 和B 相对于地面的加速度大小分别为a A 和a B ,木板相对于地面的加速度大小为a 1.在物块B 与木板达到共同速度前有f 1=μ1m A g ① f 2=μ1m B g ② f 3=μ2(m +m A +m B )g ③ 由牛顿第二定律得f 1=m A a A ④ f 2=m B a B ⑤ f 2-f 1-f 3=ma 1 ⑥设在t 1时刻,B 与木板达到共同速度,其大小为v 1.由运动学公式有v 1=v 0-a B t 1 ⑦ v 1=a 1t 1 ⑧ 联立①②③④⑤⑥⑦⑧式,代入已知数据得v 1=1 m/s. ⑨(2)在t 1时间间隔内,B 相对于地面移动的距离为s B =v 0t 1-12a B t 21⑩设在B 与木板达到共同速度v 1后,木板的加速度大小为a 2.对于B 与木板组成的体系,由牛顿第二定律有f 1+f 3=(m B +m )a 2 ⑪由①②④⑤式知,a A =a B ;再由⑦⑧式知,B 与木板达到共同速度时,A 的速度大小也为v 1,但运动方向与木板相反.由题意知,A 和B 相遇时,A 与木板的速度相同,设其大小为v 2.设A 的速度大小从v 1变到v 2所用的时间为t 2,则由运动学公式,对木板有v 2=v 1-a 2t 2 ⑫对A 有v 2=-v 1+a A t 2 ⑬在t 2时间间隔内,B (以及木板)相对地面移动的距离为s 1=v 1t 2-12a 2t 22 ⑭在(t 1+t 2)时间间隔内,A 相对地面移动的距离为s A =v 0(t 1+t 2)-12a A (t 1+t 2)2 ⑮A 和B 相遇时,A 与木板的速度也恰好相同.因此A 和B 开始运动时,两者之间的距离为s 0=s A +s 1+s B ⑯ 联立以上各式,并代入数据得s 0=1.9 m. (也可用如图的速度-时间图线求解)【技巧方法】1.通过受力分析判断滑块和木板各自的运动状态(具体做什么运动);2.判断滑块与木板间是否存在相对运动。
牛顿运动定律的应用---板块叠加模型一:知识回顾1.模型特征滑块——滑板模型(如图a),涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热,多次相互作用,属于多物体、多过程问题,知识综合性较强,对能力要求较高,故频现于高考试卷中.另外,常见的子弹射击滑板(如图b)也属于滑块类问题,处理方法与滑块——滑板模型类似.类型图示木板好滑到木板左端时二者速度相等,则位移关系为物块好滑到木板右端时二者速度相等,则位移关系为3.分析“板块”模型时要抓住一个转折和两个关联4.思维模板一:光滑水平面(1)有初速度类1.(多选)(2019·广东六校联考)如图甲所示,光滑平台上的物体A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车B上,车与水平面间的动摩擦因数不计,图乙为物体A与小车B的v-t图象,由此可知() A.小车上表面长度B.物体A与小车B的质量之比C.物体A与小车B上表面的动摩擦因数D.小车B获得的动能2.如图甲所示,光滑水平面上有一质量为M=1kg的足够长木板。
板左端有一质量为m=0.5kg的物块(视为质点),物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2。
初始时物块与木板均处于静止状态,已知g=10m/s2,物块与=3m/s,求木板间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。
现仅给物块一水平向右的初速度v(1)物块与木板最后的速度v.1(2)求物块相对木板滑动的距离L;(3)整个过程中因摩擦而产生的热量Q.3.如图所示,木板长L=1.6m,质量M=4.0kg,下表面光滑,上表面与滑块间的动摩擦因数为μ=0.4.质量m=1.0kg的小滑块(视为质点)放在木板的右端,开始时木板与物块均处于静止状态,现给木板以向右的初速度,取g=10m/s2,求:(1)木板所受摩擦力的大小;(2)使小滑块不从木板上掉下来,木板初速度的最大值.(2)F作用于下方木块类4.(2020浙江丽水质检)如图所示,在光滑水平地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动。
人教版新教材高中物理必修第一册第四章运动和力的关系相对运动模型---滑块滑板模型专题(题组分类训练)题组特训特训内容题组一外力作用下的滑块滑板(水平面)模型题组二有一定初速度的滑块滑板(水平面)模型题组三滑块滑板中的图像问题题组四倾斜面上的滑块滑板模型基础知识清单2.解题方法:(1)明确各物体对地的运动和物体间的相对运动情况,确定物体间的摩擦力方向.(2)分别隔离两物体进行受力分析,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).(3)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,即每一个过程的末速度是下一个过程的初速度.3.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.4.注意摩擦力的突变: 当滑块与木板速度相同时,二者之间的摩擦力通常会发生突变,由滑动摩擦力变为静摩擦力或者消失,或者摩擦力方向发生变化,速度相同是摩擦力突变的一个临界条件.5.解题思路题组特训一:外力作用下的滑块滑板(水平面)模型1. (多选)如图所示,质量为m1的足够长木板静止在光滑水平地面上,其上放一质量为m 2的木块.t =0时刻起,给木块施加一水平恒力F .分别用a 1、a 2和v 1、v 2表示木板、木块的加速度和速度大小,下列图中可能符合运动情况的是( )【答案】AC【解析】木块和木板可能保持相对静止,一起做匀加速直线运动,加速度大小相等,故A 正确;木块可能相对于木板向前滑动,即木块的加速度a 2大于木板的加速度a 1,都做匀加速直线运动,故B 、D 错误,C 正确.2.(多选)如图所示,在光滑水平面上叠放着A 、B 两物体,已知m A = 6kg 、m B = 2kg ,A 、B 间动摩擦因数μ = 0.2,在物体A 上施加水平向右的力F ,g 取10m/s 2,则( )A .当拉力F < 12N 时,A 静止不动B .当拉力F > 16N 时,A 相对B 滑动C .当拉力F = 16N 时,B 受A 的摩擦力等于4ND .当拉力F < 48N 时,A 相对B 始终静止 【答案】CD【解析】当A 、B 发生相对运动时的加速度为 220.2610m/s 6m/s 2A Bm ga m μ⨯⨯=== 则发生相对运动时最大拉力为 ()86N 48N A B F m m a =+=⨯=当拉力0 < F < 48N 时,A 相对于B 静止,而对于地面来说是运动的,A 错误、D 正确; 由选项A 知当拉力48N > F > 16N 时,A 相对于B 静止,而对于地面来说是运动的,B 错误; 拉力F = 16N 时,A 、B 始终保持静止,当F = 16N 时,整体的加速度为2216m/s 2m/s 8A B F a m m '===+则B 对A 的摩擦力为 22N 4N B f m a '==⨯=C 正确。
专题3—14 滑块和滑板模型
例1.一质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上,一个质量为m=1kg的滑块(可以视为质点)以某一初速度V0=5m/s 从木板左端滑上木板,二者之间的摩擦因数为µ=0.4,经过一段时间的相互作用,木块恰好不从木板上
滑落,求木板长度为多少?
例2.如图所示,质量M=0.2kg的长木板静止在水平面上,长木板与水平面间的动摩擦因数μ2=0.1.现
有一质量m=0.2kg的滑块以v0=1.2m/s的速度滑上长板的左端,小滑块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.4.
滑块最终没有滑离长木板,求滑块在开始滑上长木板到最后静止下来的过程中,滑块滑行的距离是多少?
(以地面为参考系,g=10m/s2)?
例3.一质量为M=4kg,长为L=2m的木板静止在光滑的水平面上,一个质量为m=1kg的滑块(可以视为质点)静止在木板的右端,二者之间的动摩擦因数为µ=0.4,现用一外力F=24N作用在木
板上,求经过多长时间滑块离开木板?
例4.一质量为M=4kg,长为l=2m的木板静止在光滑的水平面上,一个质量为m=1kg的滑块(可以视为质点)静止在木板的右端,二者之间的动摩擦因数为µ=0.4,现用一外力F=6N作用在滑块上,
求经过多长时间,滑块离开木板?
例5.一大木箱,放在平板车的后部,到驾驶室的距离L=1.6 m,如图所示,木箱与车板之间的动摩擦因数μ=0.484,平板车以恒定的速度v0=22.0 m/s匀速行驶,突然驾驶员刹车,使车均匀减速。
为不让木箱撞击驾驶室,从开始刹车到
车完全停定,至少要经过多少时间?(g取10m /s2)
例6.一质量M=1kg的木板在光滑的水平面上以4m/s的速度向左匀速运动,此时从左侧冲上一个质量m=1kg,速度为2m/s的木块,最后相对静止,已知二者之间的动摩擦因数为µ=0.2求:二者相对滑行的时间?
例7.(15分)如图所示,某货场而将质量为m 1=100 kg 的货物(可视为质点)从高处运送至地面,为避免货物与地面发生撞击,现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道,使货物中轨道顶端无初速滑下,轨道半径R=1.8 m 。
地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板A 、B ,长度均为l=2m ,质量均为m 2=100 kg ,木板上表面与轨道末端相切。
货物与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数μ=0.2。
(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10 m/s 2)
(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。
(2)若货物滑上木板4时,木板不动,而滑上木板B 时,木板B 开始滑动,求μ1应满足的条件。
(3)若μ1=0。
5,求货物滑到木板A 末端时的速度和在木板A 上运动的时间。
例8.(04山东理综)一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。
桌布的一边 与桌的AB 边重合,如图。
已知盘与桌布间的动摩擦因数为1μ,盘与桌面间的动摩擦因数为2μ。
现突然以恒定加速度a 将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB 边。
若圆盘最后未从
桌面掉下,则加速度a 满足的条件是什么?(以g 表示重力加速度)
专题训练:
1. 有一个质量M =4.0kg ,长L =3.0m 的木板,水平外力F =8.0N 向右拉木板,木板以V 0=
2.0m/S 的速度在地面上匀速运动。
某时刻将质量m =1.0kg 的铜块轻轻地放在长木板的最右端,如图1-40所示。
不计铜块与木板间的摩擦,铜块可视
为质点,g 取10m/S 2
,求铜块经过多长时间离开木板?
2.(2010年海南物理卷16)图l 中,质量为m 的物块叠放在质量为2m 的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F ,在0~3s 内F 的变化如图2 所示,图中F 以mg 为单位,重力加速度g=10m/s2.整个系统开始时静止.
(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度;
(2)在同一坐标系中画出0~3s内木板和物块的v-t图象,据此求0~3s内物块相对于木板滑过的距离。
3.如图所示,A、B是静止在水平地面上完全相同的两块长木板。
A的左端和B的右端相接触。
两板的质量皆为M=2.0kg,长度皆为l =1.0m,C 是一质量为m=1.0kg的木块.现给它一初速度v0 =2.0m/s,使它从B板的左端开始向右动.已知地面是光滑的,而C与A、B之间的动摩擦因数皆为μ=0.10.求最后A、B、C各以多大的速度做匀速运动.取重力加速度g=10m/s2
4.(18分)如图所示,长12m质量为50kg的木版右端有一立柱。
木板置于水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数为0.1,质量为50kg的人立于木板左端,木板与人均静止,当人以4m/s2的加速度匀加速向右奔跑至板的右端时,立刻抱住木柱,试求:
1.人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小。
2.人从开始奔跑至到达木板右端所经历的时间。
1)设人的质量为m,加速度为a1,木板的质量为M,加速度为a2,人对木板的摩擦力为f。
则对人有f = m a1代入数据解得 f = 200N (3分)
2)设人从左端跑到右端时间为t。
由木板受力可知
f-μ(M + m) g = M a 2则可知a2= f - μ(M+m) g
M
代入数据解得a 2 = 2 m/s2 (3分)
由运动学公式得L =
1
2
a1 t 2 +
1
2
a 2t 2则可知t =
2 L
a1 + a2
代入数据解得t = 2 s
(3分)。