2015高考物理滑块木板模型问题专题分析.docx

滑块—木板模型分析 例 1：质量为 M 木板置于光滑水平面上， 一质量为 m 速度 v0 从左端滑上木板， m 与 M 之间的动摩擦因数为 （ 1）假如木板足够长，求共同速度和所用的时间 （ 2）要使 m 不掉下， M 至少要多长： (教师版 ) 的滑块以水平 ，求： 练习 1：如图所示，质量为 M=1kg 的长木板，静止放置在光滑水平桌面上，有一个质量为 m=0.2kg 大小不计的物体以 6m/s 的水平速度从木板左端冲上木板， 在木板上滑行了 2s 后跟 木板相对静止（ g 取 10m/s2）。求： （ 1）木板获得的速度。 （ 2）物体与木板 间的动摩擦因数； 例 2 ：在光滑水平面上并排放两个相同的木板，长度均为 L=1.00m ，一质量与木板相同的金属块，以 v0=2.00m/s 的初速度 向右滑上木板 A ，金属块与木板间动摩擦因数为μ = ， g取 10m/s2。 求两木板的最后速度。 v 0 v A B 练习 2：如图，在光滑水平面上，有一质量为 M=3kg 的木板和质量为 m=1kg v=4m/s 的初速朝相反的方向运动，它们间有摩擦，木板足够长，当木板速度为 物块的运动情况是 ( ) A ．做加速运动 B. 做减速运动 的物块，都以 2.4m/s 时， C ．做匀速运动 D. 以上都有可能 例 3．如图，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： 设 A 、 B 一起加速运动时，拉力 F 的最大值为 F m，则： ? ?? 解得： ? m=2kg m=2kg 的物 例 4．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 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 ） ? 解答：物体放上后先加速： a1= μg=2m/s2 此时小车的加速度为： 当小车与物体达到共同速度时： v 共 =a1t1=v0+a2t1??????? 解得： t1=1s， v 共=2m/s ? 以后物体与小车相对静止： （∵ ，物体不会落后于小车） ? 物体在 t= 内通过的位移为： s= a1t12+v 共 （t－ t1） + a3（ t－ t1 ） 2