13牛頓運動定律的應(yīng)用之”滑塊木板“模型

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1、【專題概述】在物理中經(jīng)常會出現(xiàn)一類題就是滑塊在滑板上運動類型的題目，這類題目一般會牽涉到牛頓第二定律，也會用到動能定理及能量守恒或者能量轉(zhuǎn)換之間的關(guān)系，考試范圍廣，也成為近年來高考的重點，那么我們在處理此類問題時，我們著重從以下幾個方面來分析問題1.滑塊能不能從滑板上脫落的問題，所以在這個專題中就存在臨界問題。2.始運動時時滑塊和滑板一起運動，還是分開各走各的，那么這兒就存在一個判斷問題，如果出現(xiàn)這類情況我們就可以采取假設(shè)的方法，假設(shè)兩個物體一起運動然后通過他們之間的摩擦力是否超過最大靜摩擦力來判斷是否一起運動。3.解這類題很

2、多時候我們采用的是用運動學(xué)公式來求解，所以一般解此類題會導(dǎo)致我們的計算量比較大，也是考察學(xué)生的計算能力和數(shù)學(xué)方法歸類的能力【典例精講】1.滑塊和滑板的動力學(xué)問題.典例1如圖所示，質(zhì)量為m1的足夠長木板靜止在水平面上，其上放一質(zhì)量為m2的物塊．物塊與木板的接觸面是光滑的．從t＝0時刻起，給物塊施加一水平恒力F.分別用a1、a2和v1、v2表示木板、物塊的加速度和速度大小，下列圖象符合運動情況的是()AB．C．D．典例2如圖所示，一長木板在水平地面上運動，初速度為v0，在某時刻(t＝0)將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上，己知物

3、塊與木板的質(zhì)量相等，設(shè)物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦且摩擦因數(shù)為μ，物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，且物塊始終在木板上．在物塊放到木板上之后，木板運動的速度－時間圖象可能是選項中的()A.B．C．D．典例3(多選)如圖所示，一足夠長的木板靜止在光滑水平面上，一物塊靜止在木板上，木板和物塊間有摩擦．現(xiàn)用水平力向右拉木板，當(dāng)物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運動時，撤掉拉力，此后木板和物塊相對于水平面的運動情況為()A．物塊先向左運動，再向右運動B．物塊向右運動，速度逐漸增大，直到做勻速運動C．木板向右運動，速度逐

4、漸變小，直到做勻速運動D．木板和物塊的速度都逐漸變小，直到為零2滑塊、滑板中的臨界問題典例4(多選)如圖所示，A，B兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m，靜止疊放在水平地面上，A，B間的動摩擦因數(shù)為μ，B與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g，現(xiàn)對A施加一水平拉力F，則()A．當(dāng)F＜2μmg時，A，B都相對地面靜止B．當(dāng)F＝μmg時，A的加速度為μgC．當(dāng)F＞3μmg時，A相對B滑動D．無論F為何值，B的加速度不會超過μg典例5如圖所示，質(zhì)量m1＝0.5kg的長木板在水平恒力F＝6N的作用下在光滑的水平面上

5、運動，當(dāng)木板速度為v0＝2m/s時，在木板右端無初速輕放一質(zhì)量為m2＝1.5kg的小木塊，此時木板距前方障礙物s＝4.5m，已知木塊與木板間動摩擦因數(shù)μ＝0.4，在木板撞到障礙物前木塊未滑離木板．g取10m/s2.(1)木塊運動多長時間與木板達(dá)到相對靜止；(2)求木板撞到障礙物時木塊的速度．【總結(jié)提升】牛頓運動定律在滑塊一木板類問題中的應(yīng)用問題實質(zhì)是牛頓運動定律與運動學(xué)等知識的綜合問題，著重考查學(xué)生分析問題、運用知識的能力。求解時應(yīng)先仔細(xì)審題，清楚題目的含義、分析清楚每一個物體的受力情況、運動情況。因題目所給的情境中至少涉及兩

6、個物體、多個運動過程，并且物體間還存在相對運動，所以應(yīng)準(zhǔn)確求出各物體在各運動過程的加速度（注意兩過程的連接處加速度可能突變），找出物體之間的位移（路程）關(guān)系或速度關(guān)系是解題的突破口.求解中更應(yīng)注意聯(lián)系兩個過程的紐帶，每一個過程的末速度是下一個過程的初速度?！緦＞毺嵘?.如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上受到水平向右的拉力F的作用向右滑行，但長木板保持靜止不動．已知木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為μ1，長木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ2，下列說法正確的是()A．長木板受到地面的摩擦力的大小一定為μ1MgB．長木板受到地

7、面的摩擦力的大小一定為μ2(m＋M)gC．只要拉力F增大到足夠大，長木板一定會與地面發(fā)生相對滑動D．無論拉力F增加到多大，長木板都不會與地面發(fā)生相對滑動2.如圖甲所示，靜止在光滑水平面上的長木板B(長木板足夠長)的左端放著小物塊A.某時刻，A受到水平向右的外力F作用，F(xiàn)隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，即F＝kt，其中k為已知常數(shù)．若物體之間的滑動摩擦力Ff的大小等于最大靜摩擦力，且A，B的質(zhì)量相等，則下列圖中可以定性地描述長木板B運動的v－t圖象的是()．A.B．C．D．3（多選）如圖所示，在光滑的水平面上放著質(zhì)量為M的木板，在

8、木板的左端有一個質(zhì)量為m的木塊，在木塊上施加一個水平向右的恒力F，木塊與木板由靜止開始運動，經(jīng)過時間t分離．下列說法正確的是()A．若僅增大木板的質(zhì)量M，則時間t增大B．若僅增大木塊的質(zhì)量m，則時間t增大C．若僅增大恒力F，則時間t增大D．若僅增大木塊與木板間的動摩擦因數(shù)，則