滑块与木板模型

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1、精品文档高中物理模块化复习学生学案专题一滑块与木板(即应用牛顿运动定律)一应用力和运动的观点处理典型思维方法：整体法与隔离法注意运动的相对性【例1】木板M静止在光滑水平面上，木板上放着一个小滑块m,与木板之间的动摩擦因数小为了使得m能从M上滑落下来，求下列各种情况下力F的大小范围。10欢在下载精品文档10欢在下载精品文档【例2】如图所示，有一块木板静止在光滑水平面上，木板质量M=4kg长L=1.4m.木板右端放着一个小滑块，小滑块质量m=1kg,其尺寸远小于L,它与木板之间的动摩擦因数科=0.4,g=10m/s1(1)现用水平向右的恒力F作用在木板M上，为了使得m能从M上

2、滑落下来，求F的大小范围.(2)若其它条件不变，恒力F=22.8N,且始终作用在M上，求m在M上滑动的时间.10欢在下载精品文档【例3】质量m=1kg的滑块放在质量为M=1kg的长木板左端，木板放在光滑的水平面上，滑块与木板之间的动摩擦因数为0.1,木板长L=75cm,开始时两者都处于静止状态，如图所示，试求：（1）用水平力F0拉小滑块，使小滑块与木板以相同的速度一起滑动，力F0的最大值应为多少？（2）用水平恒力F拉小滑块向木板的右端运动，在t=0.5s内使滑块从木板右端滑出，力F应为多大？（3）按第（2）问的力F的作用，在小滑块刚刚从长木板右端滑出时，滑块和木板滑行的距

3、离各为多少？（设m与M之间的最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等）。（取g=10m/s2）.illc【例4】如图所示，在光滑的桌面上叠放着一质量为m=2.0kg的薄木板A和质量为m=3kg的金属块B.A的长度L=2.0m.B上有轻线绕过定滑轮与质量为m=1.0kg的物块C相连.B与A之间的滑动摩擦因数科=0.10,最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力.忽略滑轮质量及与轴间的摩擦.起始时令各物体都处于静止状态，绳被拉直，B位于A的左端（如图），然后放手，求经过多长时间t后B从A的右端脱离（设A的右端距滑轮足够远）（取g=10m/s2）.8日1A,[产loc10欢在下载精品

4、文档例1解析(1)m与M刚要发生相对滑动的临界条件：①要滑动：m与M间的静摩擦力达到最大静摩擦力；②未滑动：此时m与M加速度仍相同。受力分析如图，先隔离m,由牛顿第二定律可得：a=mg/m=(ig再对整体，由牛顿第二定律可得：Fo=(M+m)a解得：Fo=(M+m)g所以，F的大小范围为：F>w(M+m)g(2)受力分析如图，先隔离M由牛顿第二定律可得:再对整体，由牛顿第二定律可得：Fo=(M+m)a解得：Fo=@(M+m)mg/M所以，F的大小范围为：F>(i(M+m)mg/M例2［解析］(1)小滑块与木板间的滑动摩擦力f=FN=(img=4N①滑动摩擦力f是使滑块产生

5、加速度的最大合外力，其最大加速度2小ai=f/m=g=4m/s…②当木板的加速度a2>ai时，滑块将相对于木板向左滑动，直至脱离木板F-f=ma2>maiF>f+mai=20N③即当F>20N,且保持作用一般时间后，小滑块将从木板上滑落下来。<—F10欢在下载精品文档将①、②、③式联立，解出ai=7m/s2对滑块，由牛顿第二定律得：F—mg=ma所以F=mg+mi=8N（3）将滑块从木板上拉出的过程中，滑块和木板的位移分别为xi=?ait2=7/8mX2=?a2t2=1/8m例四：以桌面为参考系，令3a表示A的加速度，aB表示B、C的加速度，SA和SB分别表示t时间A和B

6、移动的距离，则由牛顿定律和匀加速运动的规律可得neg-四%=（m+rra）3b科mBg=maA22Sb=?3bISa=?3AtSb-Sa=L由以上各式，代入数值，可得：t=4.0S应用功和能的观点处理（即应用动能定理，机械能守恒定律能量守恒定律）应用动量的观点处理（即应用动量定理，动量守恒定律）子弹打木块模型：包括一物块在木板上滑动等。U2=A&系统=Qq为摩擦在系统中产生的热量。②小球在置于光滑水平面上的竖直平面内弧形光滑轨道上滑动：包括小车上悬一单摆单摆的摆动过程等。小球上升到最高点时系统有共同速度（或有共同的水平速度）；系统内弹力做功时，不将机械能转化为其它形式的能

7、，因此过程中系统机械能守恒。例题：质量为M长为l的木块静止在光滑水平面上，现有一质量为m的子弹以水平初速vo射入木块，穿出时子弹速度为v,求子弹与木块作用过程中系统损知女机械斛解：如图，设子弹穿过木块时所受阻力为f,突出时小块速堂为V,位移为S,JU子弹住粉OfSI-II为（s+i）。水平方向不受外力，由动量守恒定律得：猊v=mv+^^^^^^^^^^^^^由动能定理，对子弹-f（S+l）=-1mv21mv2②对木块fS=-MV2由①式得v=m（vov）代入③式有fS=2M?Mt（V°v）2④②+④得fln^mvOJ1mv2—