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- 1 - 微专题四 动力学中的“木板-滑块”和“传送带”模型
动力学中“木板-滑块”模型
1．模型分析
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。
常见
情形
滑板获得一初速度v0,则板块同向运动，两者加速度不同，x板>x块,Δx＝x板－x块，最后分离或相对静止
滑块获得一初速度v0,则板块同向运动，两者加速度不同，x板
开始时板块运动方向相反，两者加速度不同，最后分离
滑板或滑块受到拉力作用，要判断两者是否有相对运202234
- 2 - 或相对静止，Δx＝x块＋x板 动，以及滑板与地面是否有相对运动
2。常见临界判断
（1）滑块恰好不滑离木板的条件:滑块运动到木板的一端时,滑块与木板的速度相等.
（2）木板最短的条件:当滑块与木板的速度相等时滑块滑到木板的一端.
（3）滑块与木板恰好不发生相对滑动的条件：滑块与木板间的摩擦力为最大静摩擦力，且二者加速度相同。
[典例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。t＝0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t＝1 s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图线如图（b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10 m/s2。求：
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- 3 - 图（a） 图(b)
(1）木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2;
（2）木板的最小长度；
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- 1 - 实验四 验证牛顿运动定律
1．实验目的
(1)会用控制变量法研究物理规律.
(2)探究加速度与力、质量的关系.
(3）会运用图象处理实验数据。
2．实验原理
用控制变量法探究加速度a与力F、质量M的关系,可以先保持F不变，研究a和M的关系，再保持M不变，研究a和F的关系。
3．实验器材
带定滑轮的长木板、低压交流电源、复写纸片和纸带、小车、小盘、电磁打点计时器、天平、砝码、刻度尺、导线.
4．实验步骤
(1)测质量:用天平测出小车的质量M，小盘和砝码的总质量m。
（2)放长木板:按图把实验器材安装好,先不要把悬挂小盘的202234
- 2 - 细绳系在车上。
(3)平衡摩擦力:在木板的一端下面垫一簿木块,移动簿木块的位置，直至小车拖着纸带在斜面上做匀速运动。
（4)打点：小盘绕过滑轮系于小车上,先接通电源后放开小车，打完点后切断电源，取下纸带。
（5）重复:保持小车的质量M不变，改变砝码和小盘的质量m，重复步骤(4)五次。
（6)求a：在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a。
(7）作a.F的图象：若图象为一过原点的直线,证明加速度与力成正比。
(8）验证a∝错误!：保持砝码和小盘的质量m不变，改变小车质量M,重复步骤（4)和（6），作a.1M图象，若图象为一过原点的直线，证明加速度与质量成反比。
5．注意事项
(1)安装器材时，要调整滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行。
(2）平衡摩擦力时，小车连着穿过打点计时器的纸带，但不要把悬挂小盘的细线系在小车上.改变砝码的质量后,不需要重202234
- 3 - 新平衡摩擦力.
(3）只有小车的质量远大于小盘和砝码的总质量，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。
(4）开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源，再放开小车，在小车到达滑轮前按住小车.
6．误差分析
(1）实验原理不完善：本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力,而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力。
物理魔方3—牛顿运动定律
第一单元 牛顿运动定律
第1课时 牛顿第一定律 牛顿第三定律
要点一 牛顿第一定律
1.关于物体的惯性,下列说法中正确的是
( )
A.运动速度大的物体,不能很快停下来,是因为速度大时,惯性也大
B.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止的火车惯性大
C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球惯性小的缘故
D.物体受到的外力大,则惯性小;受到的外力小,则惯性大
答案 C
要点二 牛顿第三定律
2.一物体受绳的拉力作用由静止开始前进,先做加速运动,然后改为匀速运动;再改做减速运动,则下列说法中正确
的是
( )
A.加速前进时,绳拉物体的力大于物体拉绳的力
B.减速前进时,绳拉物体的力小于物体拉绳的力
C.只有匀速前进时,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等
D.不管物体如何前进,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等
答案 D
题型1 惯性的理解与应用
【例1】如图所示在瓶内装满水,将乒乓球用细线拴住并按入水中,线的另一端固定在瓶盖上.
盖上瓶盖并将瓶子翻转,乒乓球将浮在水中.用手托着瓶子在水平向右做加速直线运动,乒
乓球在瓶中的位置会如何变化?解释你所观察到的现象.
(1)若瓶中只有水,当瓶加速向右运动时,会发生什么现象?只有乒乓球呢? 答 只有水时,由于惯性,水相对瓶向左侧移动.只有乒乓球时,乒乓球也会相对瓶向左移动.
(2)和乒乓球体积相同体积的水与乒乓球相比,谁的惯性大?
答 因为水的质量大于乒乓球的质量,所以水的惯性大于乒乓球的惯性.
(3)若瓶中既有水又有球,当瓶向右加速会发生什么现象?
答 由于水惯性大,当水相对瓶向左移动时,将挤压球,使球相对瓶向右移动.
题型2 牛顿第三定律的理解与应用
【例2】在天花板上用悬绳吊一重为G的电风扇,电风扇静止时受几个力作用?如图所示,这些
微专题 无外力F板块
【知识构建】
1. 地面光滑，即板和地面的μ2=0，
受力分析
物块B
aB=μ1g gtvv10
板块A
AB1Amgma tavA
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＜μ2
受力分析 各自加速度 v-t x-t 共速后不一起减速 v-t图像
11mgma
11mgma
122+mgMmgMa v共=v0-a2t
3.板和快都有初速度 受力分析 各自加速度 v-t x-t 共速后一起减速 v-t图像
11mgma 23+MmgMma 122+mgMmgMa v共=v0-a2t 【总结】
地面光滑
地面粗糙
μ1＞μ2 μ1＜μ2
板块都有初速度
【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v0＝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/s2，下列说法正确的是（ ） 项目
滑块A
板块B v-t图像
受力分析
各自加速度 11mgma减速 122+mgMmgMa减速
vA=0时
101avt tavvv100B
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＝0.2
C．长木板A的长度可能为L＝0.8 m
D．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/s2m/s1Ba对B进行分析有：μmBg=mBaB，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sA、sB，加速度分别为aA、aB，由图可知aA=1m/s2，aB=2m/s2，A的长度为L，则有：22011,,22AABBBAsatsvtatssL联立上式可解得L=1.5m，即L≥1.5m即可，故C错误；D．由μmBg=mAaA，μmBg=mBaB联立两式可解得：21ABBAamam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。
