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经常出现,是直线运动和牛顿运动定律有关知识的巩固和应用。这类问题的分析有利于培养学生对物理情景的想象能力,为后面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:
问题1 如图所示:A、B两物体叠放在一起,,它们之间的动摩擦因数为,地面光滑,开始时它们都静止,现给B施加一个水平恒力F,使它们一起向右运动。(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)B对A的最大静摩擦力是多少?最大静摩擦力能使A获得的加速度是多少?
(2)当F=1N时,B对A的摩擦力为多少?
(3)当F=10N时,B对A的摩擦力为多少?
(4)当F=14N时,B对A的摩擦力为多少?
(5)由以上计算可知:F增大,
(6) 当F=15N时,B对A的摩擦力为多少?你算出的结果是否符合实际?为什么?
(7)要使A相对B静止,F的取值范围是多少?(用表示)
(8)若B与地面之间的动摩擦因数为,要使A相对B静止,F的取值范围是多少?(用表示);要使A相对B滑动,F的取值范围是多少?(用表示)
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μmg,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。
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牛顿定律——滑块和木板模型专题
一.“滑块—木板模型”问题的分析思路
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.
2.建模指导
解此类题的基本思路:
(1)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.
例1、mA=1 kg,mB=2 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
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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经常出现,是直线运动和牛顿运动定律有关知识的巩固和应用。这类问题的分析有利于培养学生对物理情景的想象能力,为后面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 如图所示:A、B两物体叠放在一起,,它们之间的动摩擦因数为,地面光滑,开始时它们都静止,现给B施加一个水平恒力F,使它们一起向右运动。(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)B对A的最大静摩擦力是多少?最大静摩擦力能使A获得的加速度是多少?
(2)当F=1N时,B对A的摩擦力为多少?
(3)当F=10N时,B对A的摩擦力为多少?
(4)当F=14N时,B对A的摩擦力为多少?
(5)由以上计算可知:F增大,
(6) 当F=15N时,B对A的摩擦力为多少?你算出的结果是否符合实际?为什么?
(7)要使A相对B静止,F的取值范围是多少?(用表示)
(8)若B与地面之间的动摩擦因数为,要使A相对B静止,F的取值范围是多少?(用表示);要使A相对B滑动,F的取值范围是多少?(用表示)
例2 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μmg,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。
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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经常出现,是直线运动和牛顿运动定律有关知识的巩固和应用。这类问题的分析有利于培养学生对物理情景的想象能力,为后面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μmg,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。
变式1 例1中若拉力F作用在A上呢?如图2所示。
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。
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1.5m/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μ=0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小。(g取10m/s2)
练习题
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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经常出现,是对一轮复习中直线运动和牛顿运动定律有关知识的巩固和应用。这类问题的分析有利于培养学生对物理情景的想象能力,为后面动量和能量知识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μmg,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决定。
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中若拉力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:
。
∴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:木板B能获得的最大加速度为:
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高中物理模块化复习学生学案
专题一滑块与木板
一 应用力和运动的观点处理 (即应用牛顿运动定律)
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μ,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。
【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μ=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.
【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).
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滑块—木板模型
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μmg,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。
变式1 例1中若拉力F作用在A上呢?如图2所示。
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。
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1.5m/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μ=0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小。(g取10m/s2)
练习1 如图4所示,在水平面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为L=1.5m的木板A和B,A、B间距s=6m,在A的最左端静止着一个质量为M=2kg的小滑块C,A、B与C之间的动摩擦因数为μ1=0.2,A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1。最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现在对C施加一个水平向右的恒力F=4N,A和C开始运动,经过一段时间A、B相碰,碰后立刻达到共同速度,C瞬间速度不变,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/s2)
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滑块与木板模型
山东济宁-20##-8-6
一 应用力和运动的观点处理 (即应用牛顿运动定律)
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μ,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。
【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μ=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.
【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).
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