高考物理滑塊木板模型問(wèn)題分析

1、v1.0可編輯可修改滑塊一木板模型的動(dòng)力學(xué)分析在高三物理復(fù)習(xí)中，滑塊一木板模型作為力學(xué)的基本模型經(jīng)常出現(xiàn)，是對(duì)一輪復(fù)習(xí)中直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和牛頓運(yùn)動(dòng)定律有關(guān)知識(shí)的鞏固和應(yīng)用。這類(lèi)問(wèn)題的分析有利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理情景的想象能力，為后面動(dòng)量和能量知識(shí)的綜合應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)?；瑝K一木板模型的常見(jiàn)題型及分析方法如下：例1如圖1所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為 m 2m的物塊A和木板B, A B間的 最大靜摩擦力為mg現(xiàn)用水平拉力 F拉B,使A、B以同一加速度運(yùn)動(dòng)，求拉力 F的最大 值。分析：為防止運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 A落后于B （A不受拉力F的直接作用，靠A、B間的靜摩擦力加速），A B一起加速的最大加速度由 A決定。

2、解答：物塊A能獲得的最大加速度為:，A、B 一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力 F的最大值為：4=（醒+2附/ = 3目附g變式1例1中若拉力F作用在A上呢如圖2所示。v1.0可編輯可修改卬怩 1% = 一四解答：木板B能獲得的最大加速度為：2加 2.A、B一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力 F的最大值為: n 3鼻二+2的）叼二不尹Mg16（認(rèn)為最大靜摩擦變式2在變式1的基礎(chǔ)上再改為：B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 力等于滑動(dòng)摩擦力），使 A、B以同一加速度運(yùn)動(dòng)，求拉力 F的最大值。1t加州宮一,川又子即歸 1/ =解答：木板B能獲得的最大加速度為：=g設(shè)A、B 一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力 F的最大值為Fm,則:2m 4解得:例

3、2如圖3所示，質(zhì)量M=8kg的小車(chē)放在光滑的水平面上，在小車(chē)右端加一水平恒力F,F=8N,當(dāng)小車(chē)速度達(dá)到1. 5m/s時(shí)，在小車(chē)的前端輕輕放上一大小不計(jì)、質(zhì)量m=2kg的物體，物體與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0. 2,小車(chē)足夠長(zhǎng)，求物體從放在小車(chē)上開(kāi)始經(jīng)t=1. 5s通2過(guò)的位移大小。（g取10m/s ）解答：物體放上后先加速：31=（1 g=2m/s2v1.0可編輯可修改此時(shí)小車(chē)的加速度為:當(dāng)小車(chē)與物體達(dá)到共同速度時(shí):v 共=ait i=vo+a2t i解得：ti=1s,v 共=2m/s以后物體與小車(chē)相對(duì)靜止:Fc 口耀十必（的,，物體不會(huì)落后于小車(chē)）物體在t=1. 5s內(nèi)通過(guò)的位移為:s=2 a

4、it i2+v 共（tti）+/a3（tti） 2=2. 1m練習(xí)1如圖4所示，在水平面上靜止著兩個(gè)質(zhì)量均為m=1kg、長(zhǎng)度土勻?yàn)長(zhǎng)=1. 5m的木板A和B,A、B間距s=6m在A的最左端靜止著一個(gè)質(zhì)量為M=2kg的小滑塊C,A、B與C之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1=0. 2, A、B與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2=0. 1。最大靜摩擦力可以認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力?，F(xiàn)在對(duì)C施加一個(gè)水平向右的恒力F=4N, A和C開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間A、B相碰，碰后立刻達(dá)到共同速度，C瞬間速度不變，但 A B并不粘連，求：經(jīng)過(guò)時(shí)間t=10s時(shí)A、R C的速度分別為多少（已知重力加速度g=10m/s2）圖4硝二氏叁曳士通二1

5、陋/解答：假設(shè)力F作用后A、C一起加速，則：河十解 3% =兩逅-內(nèi)陽(yáng)+啕而A能獲得的最大加速度為：網(wǎng)v1.0可編輯可修改.假設(shè)成立在A、C滑彳T 6m的過(guò)程中：十二vi=2m/sA B相碰過(guò)程，由動(dòng)量守恒定律可得：mv=2mv，V2=1m/s曲產(chǎn)i蠅=o此后A C相對(duì)滑動(dòng)：，故C勻速運(yùn)動(dòng)；也勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)經(jīng)時(shí)間t 2, C從A右端滑下：vit 2 v2t 2=L - t 2=1 . 5s然后A、B分離，A減速運(yùn)動(dòng)直至停止：3a=(12g=1m/s2,向左= 故 t=10s 時(shí)，va=0.C在B上繼續(xù)滑動(dòng)，且 C勻速、B加速：aB=ao=1m/s2設(shè)經(jīng)時(shí)間t4, C. B速度相等：Hi*叫*/.

6、t4=1sAs =邛+- 嶙+4= L此過(guò)程中，C. B的相對(duì)位移為：之，故C沒(méi)有從B的右端滑下。v1.0可編輯可修改然后C. B 一起加速，加速度為ai,加速的時(shí)間為：= H冒=r= 2.5m/s故 t=10s 時(shí)，A B、C的速度分別為 0, 2. 5m/s, 2. 5m/s.練習(xí)2如圖5所示，質(zhì)量 M=1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 凸二，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量n=1kg、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，”一0 4,取g=10m/s：試求：(1)若木板長(zhǎng)L=1m在鐵塊上加一個(gè)水平向右的恒力F=8N,經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的右端(2)若在鐵塊上施加一個(gè)大小從零開(kāi)始連續(xù)增加的水平向右的力F,通過(guò)分析和計(jì)算后，請(qǐng)?jiān)趫D6中畫(huà)出鐵塊受到木板的摩擦力f2隨拉力F大小變化的圖象。(設(shè)木板足夠長(zhǎng))21I1.4，il工工.0246 S 10 12 14 FN圖6v1.0可編輯可修改（解答略）答案如下：（1） t=1s（2）當(dāng)FW自（冊(cè)+助）目=2 n時(shí)，a、B相對(duì)靜止且對(duì)地靜止，f2=F;當(dāng)2N6N時(shí)，A B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，入二岸濟(jì)3g = 4 N.畫(huà)出f2隨拉力F大小變化的圖象如圖 7所示。從以上幾例我們可以看到，無(wú)論物體的運(yùn)動(dòng)情景如何復(fù)雜，這類(lèi)問(wèn)題的解答有一個(gè)基本技巧和方法：在物體運(yùn)動(dòng)的每一個(gè)過(guò)程中,若兩個(gè)物體的初速度不同， 則