牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用之滑塊—木板模型

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1、資料【專題概述】在物理中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一類題就是滑塊在滑板上運(yùn)動(dòng)類型的題目，這類題目一般會(huì)牽涉到牛頓第二定律，也會(huì)用到動(dòng)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(lái)高考的重點(diǎn)，那么我們?cè)谔幚泶祟悊?wèn)題時(shí)，我們著重從以下幾個(gè)方面來(lái)分析問(wèn)題1.滑塊能不能從滑板上脫落的問(wèn)題，所以在這個(gè)專題中就存在臨界問(wèn)題。2.始運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)滑塊和滑板一起運(yùn)動(dòng)，還是分開(kāi)各走各的，那么這兒就存在一個(gè)判斷問(wèn)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(gè)物體一起運(yùn)動(dòng)然后通過(guò)他們之間的摩擦力是否超過(guò)最大靜摩擦力來(lái)判斷是否一起運(yùn)動(dòng)。3.解這類題很多時(shí)候我們采用的是用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來(lái)求解，所以一般解此類題會(huì)

2、導(dǎo)致我們的計(jì)算量比較大，也是考察學(xué)生的計(jì)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(dòng)力學(xué)問(wèn)題.典例1如圖所示，質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)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(shí)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(yùn)動(dòng)情況的是()AB．C．D．典例2如圖所示，一長(zhǎng)木板在水平地面上運(yùn)動(dòng)，初速度為v0，在某時(shí)刻(t＝0)將一相對(duì)于地面靜止的物塊輕放到木板上，己知物塊與木板的質(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(dòng)摩擦力，且

3、物塊始終在木板上．在物塊放到木板上之后，木板運(yùn)動(dòng)的速度－時(shí)間圖象可能是選項(xiàng)中的()A.B．C．D．.資料典例3(多選)如圖所示，一足夠長(zhǎng)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(duì)木板滑動(dòng)了一段距離但仍有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，撤掉拉力，此后木板和物塊相對(duì)于水平面的運(yùn)動(dòng)情況為()A．物塊先向左運(yùn)動(dòng)，再向右運(yùn)動(dòng)B．物塊向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸增大，直到做勻速運(yùn)動(dòng)C．木板向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸變小，直到做勻速運(yùn)動(dòng)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(wèn)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，

4、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g，現(xiàn)對(duì)A施加一水平拉力F，則()A．當(dāng)F＜2μmg時(shí)，A，B都相對(duì)地面靜止B．當(dāng)F＝μmg時(shí)，A的加速度為μgC．當(dāng)F＞3μmg時(shí)，A相對(duì)B滑動(dòng)D．無(wú)論F為何值，B的加速度不會(huì)超過(guò)μg典例5如圖所示，質(zhì)量m1＝0.5kg的長(zhǎng)木板在水平恒力F＝6N的作用下在光滑的水平面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木板速度為v0＝2m/s時(shí)，在木板右端無(wú)初速輕放一質(zhì)量為m2＝1.5kg的小木塊，此時(shí)木板距前方障礙物s＝4.5m，已知木塊與木板間動(dòng)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(yùn)動(dòng)多

5、長(zhǎng)時(shí)間與木板達(dá)到相對(duì)靜止；(2)求木板撞到障礙物時(shí)木塊的速度．【總結(jié)提升】牛頓運(yùn)動(dòng)定律在滑塊一木板類問(wèn)題中的應(yīng)用問(wèn)題實(shí)質(zhì)是牛頓運(yùn)動(dòng)定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)等知識(shí)的綜合問(wèn)題，著重考查學(xué)生分析問(wèn)題、運(yùn)用知識(shí)的能力。求解時(shí)應(yīng)先仔細(xì)審題，清楚題目的含義、分析清楚每一個(gè)物體的受力情況、運(yùn)動(dòng)情況。因題目所給的情境中至少涉及兩個(gè)物體、多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，并且物體間還存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以應(yīng)準(zhǔn)確求出各物體在各運(yùn)動(dòng)過(guò)程的加速度（注意兩過(guò)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(gè)過(guò)程的紐帶，每一個(gè)過(guò)程的末速度是下一個(gè)過(guò)程的初速度。.資料【專練提升】1.如圖所示，質(zhì)

6、量為m的木塊在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板上受到水平向右的拉力F的作用向右滑行，但長(zhǎng)木板保持靜止不動(dòng)．已知木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，長(zhǎng)木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，下列說(shuō)法正確的是()A．長(zhǎng)木板受到地面的摩擦力的大小一定為μ1MgB．長(zhǎng)木板受到地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(zhǎng)木板一定會(huì)與地面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)D．無(wú)論拉力F增加到多大，長(zhǎng)木板都不會(huì)與地面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)2.如圖甲所示，靜止在光滑水平面上的長(zhǎng)木板B(長(zhǎng)木板足夠長(zhǎng))的左端放著小物塊A.某時(shí)刻，A受到水平向右的外力F作用，F(xiàn)隨時(shí)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

7、動(dòng)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(zhǎng)木板B運(yùn)動(dòng)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，在木板的左端有一個(gè)質(zhì)量為m的木塊，在木塊上施加一個(gè)水平向右的恒力F，木塊與木板由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t分離．下列說(shuō)法正確的是()A．若僅增大木板的質(zhì)量M，則時(shí)間t增大B．若僅增大木塊的質(zhì)量m，則時(shí)間t增大C．若僅增大恒力F，則時(shí)間t增大D．若僅增大木塊與木板間