2022年高考物理滑块木板模型问题分析.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 欢迎下载滑块木板模型的动力学分析在高三物理复习中,滑块木板模型作为力学的基本模型常常显现,是对一轮复习中直线运动和牛顿运动定律有关学问的巩固和应用；这类问题的分析有利于培育同学对物理情景的想象才能, 为后面动量和能量学问的综合应用打下良好的基础；滑块木板模型的常见题型及分析方法如下：例 1 如图 1 所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块 A 和木板 B,A、B 间的最大静摩擦力为 mg,现用水平拉力F 拉 B,使 A、B 以同一加速度运动,求拉力F 的最大值；分析： 为防止运动过程中A 落后于 B（ A不受拉力 F 的直接作

2、用, 靠 A、B 间的静摩擦力加速）, A、B一起加速的最大加速度由 A 打算；解答： 物块 A 能获得的最大加速度为：A、B 一起加速运动时,拉力 F 的最大值为：变式 1 例 1 中如拉力 F作用在 A 上呢？如图2 所示；解答： 木板 B 能获得的最大加速度为：名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 欢迎下载A、B 一起加速运动时,拉力 F 的最大值为：变式 2 在变式 1 的基础上再改为： B 与水平面间的动摩擦因数为（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）,使A、B 以同一加速度运动,求拉力F 的最大值；解答

3、： 木板 B 能获得的最大加速度为：设 A、B 一起加速运动时,拉力F的最大值为Fm,就：解得：例 2 如图 3 所示,质量 M=8kg 的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒力 F,F=8N,当小车速度达到 15m/s 时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量 m=2kg 的物体,物体与小车间的动摩擦因数 =0 2,小车足够长,求物体从放在小车上开头经 t =15s 通过的位移大小；（g取 10m/s 2）2解答： 物体放上后先加速：a1= g=2m/s此时小车的加速度为：当小车与物体达到共同速度时：名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - -

4、- - - - - - - 名师精编 欢迎下载v 共=a1t 1=v0+a2t 1解得： t 1=1s , v 共=2m/s（,物体不会落后于小以后物体与小车相对静止：车）物体在 t =15s 内通过的位移为：s=a1t1 2+v 共 （t t 1）+ a3（t t1）2=2 1m练习 1 如图 4 所示, 在水平面上静止着两个质量均为 A和 B,A、B 间距 s=6m,在 A 的最左端静止着一个质量为m=1kg、长度均为 L=15m的木板 M=2kg 的小滑块 C,A、B 与 C之间的动摩擦因数为 1=02,A、B 与水平地面之间的动摩擦因数为 2=01；最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力；

5、现在对 C施加一个水平向右的恒力 F=4N,A和 C开头运动, 经过一段时间 A、B 相碰,碰后马上达到共同速度,C瞬时速度不变,但 A、B并不粘连,求：经过时间 t =10s 时 A、B、C的速度分别为多少？（已知重力加速度 g=10m/s 2）解答： 假设力 F 作用后 A、C一起加速,就：而 A 能获得的最大加速度为：假设成立在 A、C滑行 6m的过程中：v1=2m/s名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编欢迎下载v2=1m/sA、B相碰过程,由动量守恒定律可得：mv1=2mv2 此后 A、C相对滑动：,故

6、 C匀速运动；,故 AB也匀速运动；设经时间 t2, C从 A 右端滑下： v1t2v2t2=Lt2=1 5s然后 A、B 分别, A 减速运动直至停止：aA= 2g=1m/s 2,向左,故 t =10s 时, vA=0C在 B上连续滑动,且C匀速、 B 加速： aB=a0=1m/s2t 4=1s,故 C设经时间 t 4,CB 速度相等：此过程中, CB 的相对位移为：没有从 B 的右端滑下；名师归纳总结 然后 CB 一起加速,加速度为a1,加速的时间为：第 4 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 欢迎下载故 t =10s 时,

7、A、B、C的速度分别为0,25m/s,25m/s练习 2 如图 5 所示,质量 M=1kg 的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数,在木板的左端放置一个质量 m=1kg、大小可以忽视的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数,取 g=10m/s 2,试求：（ 1）如木板长 L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力 木板的右端？F=8N,经过多长时间铁块运动到（2）如在铁块上施加一个大小从零开头连续增加的水平向右的力 F,通过分析和运算后,请在图 6 中画出铁块受到木板的摩擦力 f 2 随拉力 F 大小变化的图象；（设木板足够长）（解答略）答案如下：（1）t =1s（2）当 FN时, A、B 相对静止且对地静止,f2=F；当 2N6N时, A、B 发生相对滑动,画出 f2随拉力 F 大小变化的图象如图 7 所示；从以上几例我们可以看到,无论物体的运动情形如何复杂,这类问题的解答有一个基本技巧和方法： 在物体运动的每一个过程中,如两个物体的初速度不同,就两物体必定相对滑动；如两个物体的初速度相同（包括初速为0）,就要先判定两个物体是否发生相对滑动,其方法是求出不受外力F作用的那个物体的最大临界加速度并用假设法求出在外力F作用下整体的加速度,比较二者的大小即可得出结论；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页