滑塊-木板模型專(zhuān)題(附詳細(xì)答案)

牛頓定律——滑塊和木板模型專(zhuān)題滑塊—木板模型”問(wèn)題的分析思路W滑塊—木板模型”問(wèn)題的分析思路W審題答題規(guī)括1．模型特點(diǎn)：上、下疊放兩個(gè)物體，并且兩物體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)2．建模指導(dǎo)解此類(lèi)題的基本思路：分析滑塊和木板的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律分別求出滑塊和木板的加速度對(duì)滑塊和木板進(jìn)行運(yùn)動(dòng)情況分析，找出滑塊和木板之間的位移關(guān)系或速度關(guān)系，建立方程．特別注意滑塊和木板的位移都是相對(duì)地面的位移.例1、mA=lkg,mB=2kg,A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)是0.5，水平面光滑. ——用10N水平力F拉B時(shí)，A、B間的摩擦力是 B _存用20N水平力F拉B時(shí)，A、B間的摩擦力是例2、如圖所示，物體A疊放在物體B上，B置于光滑水平面上，A、B質(zhì)量分別為mA=6kg,mB=2kg,A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)“=0.2,開(kāi)始時(shí)F=10N,此后逐漸增加，若使AB不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則F的最大值為 人 一林7777777/7777777777/777777針對(duì)練習(xí)1、如圖5所示，物體A疊放在物體B上,B置于光滑水平面上，A、B質(zhì)量分別為m=6kg,m=2kg,A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)“=0.2,開(kāi)始時(shí)F=10N,此后逐漸AB增加，在增大到45N的過(guò)程中，則()當(dāng)拉力F<12N時(shí)，物體均保持靜止?fàn)顟B(tài) 人 F兩物體開(kāi)始沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)拉力超過(guò)12N時(shí)，開(kāi)始相對(duì)運(yùn)動(dòng)兩物體從受力開(kāi)始就有相對(duì)運(yùn)動(dòng)兩物體始終沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)

例3、如圖所示，質(zhì)量M=8kg的小車(chē)放在光滑的水平面上，在小車(chē)左端加一水平推力F=8N,當(dāng)小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到1.5m/s時(shí)，在小車(chē)前端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì)，質(zhì)量為m=2kg的小物塊，小物塊與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)尸0.2，當(dāng)二者達(dá)到相同速度時(shí)，物塊恰好滑到小車(chē)的最左端.取g=10m/s2.則：小物塊放上后，小物塊及小車(chē)的加速度各為多大？小車(chē)的長(zhǎng)度L是多少？針對(duì)練習(xí)2、如圖所示，木板靜止于水平地面上，在其最右端放一可視為質(zhì)點(diǎn)的木塊．已知木塊的質(zhì)量m=1kg，木板的質(zhì)量M=4kg,長(zhǎng)L=2.5m,上表面光滑，下表面與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)疔0.2.現(xiàn)用水平恒力F=20N拉木板，g取10m/s2求：（1）木板的加速度；（2） 要使木塊能滑離木板，水平恒力F作用的最短時(shí)間；（3） 如果其他條件不變，假設(shè)木板的上表面也粗糙，其上表面與木塊之間的動(dòng)摩擦因素為卩1二0.3，欲使木板能從木塊的下方抽出，需對(duì)木板施加的最小水平拉力.（4） 若木板的長(zhǎng)度、木塊的質(zhì)量、木板的上表面與木塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都不變，只將水平恒力增加為30N,則木塊滑離木板需要多長(zhǎng)時(shí)間？牛頓定律——滑塊和木板模型專(zhuān)題答案例1、3.3N 5N例2、48N針對(duì)練習(xí)1、答案D解析當(dāng)A、B間的靜摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力，即滑動(dòng)摩擦力時(shí)，A、B才會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng).此時(shí)對(duì)B有：Ffmax=^mAg=12N，而尸吳乂二mBa,a=6m/s2,即二者開(kāi)始相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為6m/s2，此時(shí)對(duì)A、B整體：F=(mA+mB)a=48N,即F>48N時(shí)，A、B才會(huì)開(kāi)始相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確.例3、答案(1)2m/s20.5m/s2(2)0.75m解析(1)以小物塊為研究對(duì)象，由牛頓第二定律，得ymg=mai解得a1=〃g=2m/s2以小車(chē)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律，得F-^mg=Ma2F-ymg解得a2= M=0.5m/s2由題意及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：a1t=v0＋a2tv解得：t= —=1sa1-a22t21一-則物塊運(yùn)動(dòng)的位移X]=2a1t22t21一-小車(chē)運(yùn)動(dòng)的位移x2=v0tL=x2_xi=0-75m

針對(duì)練習(xí)2、解析⑴木板受到的摩擦力Ff=^(M+m)g=10NF－Ff木板的加速度a=皿=2.5m/s2.(2)設(shè)拉力F作用時(shí)間t后撤去F撤去后，木板的加速度為a'=-Mf=_2.5m/s2木板先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)，且a二-a'，故at2二L解得t=1s，即F作用的最短時(shí)間為1s.設(shè)木塊的最大加速度為a木塊，木板的最大加速度為a木板，則卩嚴(yán)二ma木塊得a木塊二〃占二3m/s2對(duì)木板：F]-你mg-〃(M+m)g二Ma木板(2分)木板能從木塊的下方抽出的條件為a木板〉a木塊解得F1>25N.木塊的加速度a木塊'二〃]g=3m/s2F2-〃嚴(yán)g-“(M+m)g木板的加速度a木板= 皿 =4.25m/s2（2分）（2分）（2分）（2分）（2分（2分）（2分）（2分）（2分）（2分）（1分）（1分）（2分）1'212a木板 t2-2a木塊t2=L（2分）代入數(shù)據(jù)解得t=（2分）答案(1)2.5m/s2(2)1s(3)大于25N(4)2s分析滑塊一木板模型問(wèn)題時(shí)應(yīng)掌握的技巧1.分析