牛顿第二定律的应用-----滑块学案.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date牛顿第二定律的应用-滑块学案课 题：一元二次方程实根的分布课题：牛顿第二定律的应用：滑块类问题一、 交流探究：【交流1】模型特点：上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动，或一起运动。【交流2】建模指导：解此类题的基本思路： 分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度 (2)对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方程特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移。 二、 互助探究：【探究1】例1、mA1 kg，mB2 kg，A、B间动摩擦因数是0.5，水平面光滑 用10 N水平力F拉B时，A、B间的摩擦力是 用20N水平力F拉B时，A、B间的摩擦力是 例2、如图所示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上，A、B质量分别为mA6 kg，mB2 kg，A、B之间的动摩擦因数0.2，开始时F10 N，此后逐渐增加， 若使AB不发生相对运动，则F的最大值为 变式1、如图所示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上，A、B质量分别为mA6 kg，mB2 kg，A、B之间的动摩擦因数0.2，开始时F10 N，此后逐渐增加，在增大到45 N的过程中，则 ( ) A当拉力F<12 N时，物体均保持静止状态 B两物体开始没有相对运动，当拉力超过12 N时，开始相对运动 C两物体从受力开始就有相对运动 D两物体始终没有相对运动【探究2】例1、如图所示，有一长度为L=1m、质量m1=1kg的木板，静止放在光滑的水平面上，在木板的一端放置一质量为m2=4kg小物块，物块与木板间的动摩擦因数，要使物块在2s内运动到木板的另一端，那么作用到物块的水平力F是多少？（g取）变式1、把上面的题目改一下：如果说地面也不光滑，动摩擦因数为0.1，仍使物块在2s内运动到木板的另一端，那么作用到物块的水平力F是多少？（g取） 小结：两个相互接触的木板与物块间的相对运动问题，都是力和运动类的题目，这类题目应先求出加速度，因为它是联系力和运动的桥梁。处理木板与物块间的相对运动问题与它们相似的问题（比如猫爬杆）要单独分析每个物体的合外力，再求加速度。变式2、如图所示，在倾角为的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫已知木板的质量是猫的质量的2倍当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变则此时木板沿斜面下滑的加速度是多少？三、分层提高木板-滑块的临界问题例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，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。 木板-滑块的动力学问题例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=0.4，g=10m/s2，（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。四、 总结提高1、处理滑块与木板类问题的基本思路与方法木板滑块类问题的实质是牛顿运动定律与运动学等知识的综合问题，求解时应先仔细审题，清楚题目的含义、分析清楚每一个物体的受力情况、运动情况。判断滑块与木板间是否存在相对滑动是思考问题的着眼点。方法有整体法、隔离法、假设法等。即先假设滑块与木板相对静止，然后根据牛顿第二定律求出滑块与木板之间的摩擦力，再讨论滑块与木板之间的摩擦力是不是大于最大静摩擦力。2、滑块与木板存在相对滑动的临界条件 (1)运动学条件：若两物体速度和加速度不等，则会相对滑动。 (2)动力学条件：假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出一起运动的加速度，再用隔离法算出其中一个物体“所需要”的摩擦力；比较与最大静摩擦力的关系，若，则不会发生相对滑动；若，则会发生相对滑动。3、滑块滑离木板的临界条件当滑板的长度一定时，滑块可能从滑板滑下，恰好滑到木板的边缘达到共同速度是滑块滑离木板的临界条件4、因题目所给的情境中至少涉及两个物体、多个运动过程，并且物体间还存在相对运动，所以：（1）应准确求出各物体在各运动过程的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变)； （2）找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口。（3）求解中更应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。五、 巩固提高1、如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间的摩擦。现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为 （ ）A.物块先向左运动，再向右运动B.物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C.木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D.木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零2、如图所示，质量为m的木块在质量为M的木板上受到向右的水平拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为 ，木块与地面间的动摩擦因数为 ，则下列说法正确的是 （ ）A.木板受到地面的摩擦力大小一定是 B.木板受到地面的摩擦力大小一定是 C.当 时，木板便会开始运动D.无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动3、一长轻质木板置于光滑水平地面上，木板上放质量分别为mA=1kg和mB=2kg的A、B两物块，A、B与木板之间的动摩擦因素都为=0.2，水平恒力F作用在A物块上，如图所示（重力加速度g取10m/s2）。则 A若F=1N，则物块、木板都静止不动 B若F=1.5N，则A物块所受摩擦力大小为1.5NC若F=4N，则B物块所受摩擦力大小为4N D若F=8N，则B物块的加速度为1m/s24、如图，在光滑水平面上，放着两块长度相同，质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块。开始时，各物均静止，今在两物体上各作用一水平恒力F1、F2，当物块和木板分离时，两木板的速度分别为v1和v2，物体和木板间的动摩擦因数相同，下列说法正确的是 A若F1F2，M1M2，则v1v2 B若F1F2，M1M2，则v1v2 C若F1F2，M1M2，则v1v2 D若F1F2，M1M2，则v1v2 5、如图所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC两部分组成，且AB=BC，小物块P（可视为质点）以某一初速度从A点滑上桌面，最后恰好停在C点，已知物块经过AB与BC两部分的时间之比为14，则物块P与桌面上AB、BC部分之间的动摩擦因数1、2之比为（P物块在AB、BC上所做两段运动可看作匀变速直线运动） A14 B11 C81 D416、如图所示，质量M8 kg的小车放在光滑的水平面上，在小车左端加一水平推力F8 N，当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m2 kg的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数0.2，当二者达到相同速度时，物块恰好滑到小车的最左端取g10 m/s2。则： (1)小物块放上后，小物块及小车的加速度各为多大？ (2)小车的长度L是多少？7、如图所示，木板静止于水平地面上，在其最右端放一可视为质点的木块已知木块的质量m=1kg，木板的质量M=4kg，长L=2.5m，上表面光滑，下表面与地面之间的动摩擦因数=0.2现用水平恒力F=20N拉木板，g取10m/s2求：（1）木板的加速度； （2）要使木块能滑离木板，水平恒力F作用的最短时间； （3）如果其他条件不变，假设木板的上表面也粗糙，其上表面与木块之间的动摩擦因素为 ，欲使木板能从木块的下方抽出需对木板施加的最小水平拉力？ （4）若其他都不变，只将水平恒力增加为30N，则木块滑离木板需要多长时间？-