板塊模型-----牛頓運(yùn)動(dòng)定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)的綜合運(yùn)用

1、板塊模型牛頓運(yùn)動(dòng)定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)的綜合運(yùn)用一涉與知識(shí)點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)，如受力分析，摩擦力是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力，大小， 方向、牛頓第二定律，運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律公式。二與傳送帶模式的解題思路相似。三二者速度相等時(shí)，摩擦力的突變大小，方向，f滑與fmax轉(zhuǎn)變，從而受力情況變, 加速度變，運(yùn)動(dòng)情況變。四.板塊模型中的功能關(guān)系，動(dòng)量問(wèn)題1. 產(chǎn)生的能：Q=f滑X相對(duì) 2.摩擦力做功：Q=f X對(duì)地3. 動(dòng)能定理，能量守恒4.動(dòng)量定理，動(dòng)量守恒5.用隔離還是整體來(lái)分析問(wèn)題例題1:如下列圖，一質(zhì)量為m=2kg初速度為6m/s的小滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，向右滑上一質(zhì) 量為M=4kg的靜止在光滑水平面上足夠長(zhǎng)的滑板，m M間動(dòng)摩擦因

2、數(shù)為卩=0.2。(1) 滑塊滑上滑板時(shí)，滑塊和滑板在水平方向上各受什么力，大小如何？方向向哪？(2) 滑塊和滑板各做什么運(yùn)動(dòng)？加速度各是多大？(3) 1秒末滑塊和滑板的速度分別是多少？(4) 1秒末滑塊和滑板的位移分別是多少？相對(duì)位移是多少？(5) 2秒末滑塊和滑板的速度分別是多少？(6) 2秒末滑塊和滑板的位移分別是多少？相對(duì)位移是多少？7)2秒后滑塊和滑板將怎樣運(yùn)動(dòng)？例2:如下列圖，一質(zhì)量為m=3kg初速度為5m/s的小滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，向右滑上一 質(zhì)量為M=2kg的靜止在水平面上足夠長(zhǎng)的滑板， m M間動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩1=0.2，滑板與水 平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩2=0.1，設(shè)最大靜摩擦力等

3、于滑動(dòng)摩擦力。1滑塊滑上滑板時(shí)，滑塊和滑板在水平方向上各受什么力，大小如何？方向向哪？2滑塊和滑板各做什么運(yùn)動(dòng)？加速度各是多大？3滑塊滑上滑板開(kāi)場(chǎng)，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間后會(huì)與滑板保持相對(duì)靜止？4滑塊和滑板相對(duì)靜止時(shí)，各自的位移是多少？5滑塊和滑板相對(duì)靜止時(shí)，滑塊距離滑板的左端有多遠(yuǎn)？65秒鐘后，滑塊和滑板的位移各是多少？1. 如圖1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)情況為物塊木板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)，速度逐漸減小，直到

4、做勻速運(yùn)動(dòng)C. 木板向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸減小，直到做勻速運(yùn)動(dòng)D. 木板和物塊的速度都逐漸減小，直到為零2、多項(xiàng)選擇如下列圖，長(zhǎng)木板放置在水平面上，一小物塊置于長(zhǎng)木板的中央，長(zhǎng)木板和物塊的質(zhì)量均為m物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩，木板與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)為-卩，3最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，重力加速度為g。現(xiàn)對(duì)物塊施加一水平向右的拉力 F， 那么木板加速度大小a可能是A. a= ygB. a=孑g1F1C. a gD. a g32m 33、質(zhì)量為m 20 kg、長(zhǎng)為L(zhǎng) 5 m的木板放在水平面上，木板與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩1 0.15。將質(zhì)量m10 kg的小木塊可視為質(zhì)點(diǎn)，以v04 m/s的

5、速度從木板的左端 被水平拋射到木板上如下列圖，小木塊與木板面的動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩2 0.4最大靜摩擦力 等于滑動(dòng)摩擦力，g 10 m/s2。那么以下判斷中正確的選項(xiàng)是A. 木板一定靜止不動(dòng)，小木塊不能滑出木板B. 木板一定靜止不動(dòng)，小木塊能滑出木板C. 木板一定向右滑動(dòng)，小木塊不能滑出木板D. 木板一定向右滑動(dòng)，小木塊能滑出木板4. 如下列圖，水平地面上一個(gè)質(zhì)量 M=4.0kg、長(zhǎng)度L=2.0m的木板,在F=8.0N的水平拉力作用下以vo=m/s的速度向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).某時(shí)刻將質(zhì)量m=1.0kg的物塊物塊可視為質(zhì)點(diǎn) 輕放在木板最右端，假設(shè)物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)和木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，

6、求將物塊放在木板上后，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間木板停止運(yùn)動(dòng) .g=10m/s 25. 如下列圖，厚度不計(jì)的薄板 A長(zhǎng)L=5.0m,質(zhì)量M=5.0kg,放在水平桌面上。在 A上距右端 s=3.0m處放一物體B大小不計(jì)，其質(zhì)量m=2.0kg, A B間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.1 , A與桌 面間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.2，原來(lái)系統(tǒng)靜止?，F(xiàn)在在板的右端施加一大小一定的水平力 F= 26N,持續(xù)作用在A(yíng)上，將A從B下抽出。g=10m/s2求：1A從B下抽出前A B的加速度各是多少；2B運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)時(shí)間離開(kāi)A.6. 如下列圖，質(zhì)量為m的滑塊 A,以初速度V0從木板左端滑上被固定在光滑水平地面上的木 板B。木板質(zhì)量為M滑塊與木板

7、間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩，A滑離B時(shí)的速度為V,求木板B的長(zhǎng)度7. 如下列圖，質(zhì)量為m的滑塊A,以初速度V0從木板左端滑上在光滑水平地面上的木板 B。木 板質(zhì)量為M滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩，A滑離B時(shí)的速度為V,要使滑塊A不滑離木板，求木板至少多長(zhǎng)？1拓展&假設(shè)B同時(shí)也具有一個(gè)反方向同樣大小的速度 Vo ,最后滑塊A不滑離木板B,那么木板至少要多長(zhǎng)？my1"7 /72/2 x z ?拓展9:假設(shè)A有一初速度V0并受到一水平向右的力F, A最終恰好不滑離B木板，問(wèn) B至少多長(zhǎng)？拓展10：假設(shè)將該力作用于B上，還讓A恰好不滑離木板B,那么木板B至少要多長(zhǎng)?1. C 由于物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程

8、中與木板存在相對(duì)滑動(dòng)，且始終相對(duì)木板向左運(yùn)動(dòng)，因此木板對(duì) 物塊的摩擦力向右，所以物塊相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng)，且速度不斷增大，直至相對(duì)靜止而做勻 速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由牛頓第三定律可知，木板受到物塊給它的向左的摩擦力作用，木板的速度不斷減小，直到兩者相對(duì)靜止，而做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；由于水平面光滑，所以木板和物塊不會(huì)停止，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 2、CD羊解：假設(shè)水平拉力F較小，物塊與長(zhǎng)木板間沒(méi)有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，那么有 F- 1 2mgF 1二2ma &需3g，D正確；假設(shè)F較大，物塊相對(duì)于長(zhǎng)木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，以長(zhǎng)木板為1研究對(duì)象，由牛頓第二定律，那么有：卩mg-3且此加速度是木板運(yùn)動(dòng)的最大

9、加速度。 C正確，3、A詳解：m與地面間的最大靜摩擦力為 R =1-2mg= mq解得木板加速度大小 a = - g，A、B錯(cuò)誤。卩 1( m+ m g= 0.15 X (20 + 10) X 10 N= 45 N,口與m之間的最大靜摩擦力為F2=卩2mg= 0.4 X 10X 10 N 40 N, F 1>F2，所以木板一定靜止 不動(dòng)；小木塊在木板上滑行的距離為 X，£ = 2卩2gx，解得x = 2 m<_= 5 m,小木塊不能滑 出木板4. 步驟1：檢查接觸面的粗糙情況木板、地面間：MF_ 0.2 ;木板間： 0.2步驟2：分析研究對(duì)象的受力、運(yùn)動(dòng)情況比較木板、物體

10、的初速度大小，以確定各自摩擦力的方向?qū)Χ叻謩e進(jìn)展水平方向的受力分析分別求出二者的加速度。Ff 3 2m/s2aM =地1m/s2Mamm m步驟3：列方程求解，分析關(guān)鍵點(diǎn)二者達(dá)共速時(shí)其他輔助運(yùn)動(dòng)學(xué)方程共速時(shí):v 時(shí)Voa2b; t1解得2s, v34 m/s3接著一起做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(MM0.4m/s2m直到速度為零，停止運(yùn)動(dòng),t210s3步驟4：結(jié)論t ti t2 4s5.試題分析：1對(duì)于A(yíng):img2(M m)g MaA解得aA 2m/ s26.解法一):礦-=-2闞解法二:1 mv22 1 2 .mv omgl2 2|vov2 g7.m Vo(Mm ) v1(M2、2 12m )vmv 020mglI得：Mv；2(M m) gS Sa Sb I S t 2smv0 -= (Af + ni)v-(jl/ + 聊)b -冊(cè)応何= 28.9.=> / =“J(M ±/n)tg3對(duì)系統(tǒng)分析:F(l + 5)- ngl = - M + m)v2I :-2 "%對(duì)A分析:-M卿-附# -訊嶺-gimgQ + $)二* mv1