9512.net
甜梦文库
当前位置:首页 >> 理化生 >>

滑块---滑板模型---教师版


滑块-----滑板模型专题 【模型分析】 相互作用:滑块之间的摩擦力分析 相对运动: 具有相同的速度时相对静止。 两相互作用的物体在速度相同, 但加速度不相同时, 两者之间同样有位置的变化,发生相对运动。 通常所说物体运动的位移、速度、加速度都是对地而言的。在相对运动的过程中相互作用的 物体之间位移、速度、加速度、时间一定存在关联。它就是我们解决力和运动突破口。 求时间通常会用到牛顿第二定律与运动学公式。 求位移通常会用到牛顿第二定律加运动学公式或动能定理, 应用动能定理时研究对象为单个 物体或可以看成单个物体的整体。 求速度通常会用到牛顿第二定律加运动学公式或动能定理。 [模型概述] (1)滑板——滑块模型的特点 ①滑块未必是光滑的.②板的长度可能是有限的,也可能是足够长的(无限长) .③板 的上、下表面可能都存在摩擦,也可能只有一个面存在摩擦,还可能两个面都不存在摩擦. (2)滑板——滑块模型常用的物理规律 匀变速直线运动规律、牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律、能的转化和守恒定 律、功能关系等. [模型指导] (1)两种位移关系 滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中, 若滑块和滑板同向运动, 位移之差等于板长; 反向运动时,位移之和等于板长. (2)解题思路

例. 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μ 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。

1

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 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。

. (认为最大静摩擦

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 Fm,则:

解得: 练习: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 2 过的位移大小。(g 取 10m/s )

解答:物体放上后先加速:a1=μ g=2m/s

2

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

2

以后物体与小车相对静止:

(∵

, 物体不会落后于小车)

物体在 t=1.5s 内通过的位移为:s=

a1t12+v 共 (t-t1)+

a3(t-t1)2=2.1m

典例: 一长木板在水平地面上运动, 在t=0 时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上, 以后木板运动的速度-时间图像如图所示。 己知物块与木板的质量相等, 物块与木板间及木 板与地面间均有摩擦.物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力, 且物块始终在木板上。 2 取重力加速度的大小 g=10m/s 求: (1) 物块与木板间;木板与地面间的动摩擦因数: (2) 从t=0时刻到物块与木板均停止运动时, 物块相对于木板的位移的 大小. 解析: (1)由图可知,当 t=0.5s 时,物块与木板的共同速度为 v1=1m/s T=0.5s 前,物块相对于木板向后滑动,设物块与木板间动摩擦因数为 ?1 ,木 板与地面间动摩擦因数为 ? 2 对物块:加速度 a1=

?1 m g
m

= ?1 g

又据 a=

v1 v 得: ?1 g = 1 =2m/s t t

则 ?1 =0.2 对木板:加速度为 a2= ?

2? 2 m g ? ?1 m g ? ?2? 2 g ? ?1 g ? ?(2? 2 g ? 2) m
则 ? 2 ? 0.3

据 a=

v1 - v 0 v - v0 得: ? (2? 2 g ? 2) = 1 =-8 t t

(2)t=0.5s 前,a1=

?1 m g
m

=2m/s

a2=

v1 - v 0 ? ?(2? 2 g ? 2) =-8m/s2, t
2 2 v1 ? v0 =1.5m 2a 2

木板对地位移为 x1=

当 t=0.5s 时,具有共同速度 v1=1m/s, t=0.5s 后物块对地速度大于木板对地速度, 此时物块相对于木板响枪滑动, 摩擦力方向改变。

3

木板加速度:a3= ?

2? 2 m g ? ?1 m g ? ?(2? 2 g ? ?1 g ) ? ?2? 2 g ? 2 =-4m/s2 m

位移为 x2=

0 ? v12 1 = m 2a 3 8

物块加速度大小不变,但方向改变, a1/ =-a1=-2m/s2 当木板速度为零时;由于 ?1mg ? 2? 2 mg =fmax,故木板静止而物块仍在木板上以 a1 的加速度 做减速滑动,最后静止在木板上 在整个过程中,物块对地位移为 x=

v12 ? 0 0 ? v12 =0.5m ? 2a1 2a1/
9 m 8

物块相对木板的位移为 L=(x1+x2)-x=

典例:如图所示,可看成质点的小物块放在长木板正中间,已知长木板质量 M=4 kg, 长度 L=2 m,小物块质量 m=1 kg,长木板置于光滑水平地面上,两物体皆静止.现在用 一大小为 F 的水平恒力作用于小物块上,发现只有当 F 超过 2.5 N 时, 才能让两物体间产生 相对滑动.设两物体间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小,重力加速度 g=10 m/s2, 试求: (1)小物块和长木板间的动摩擦因数; (2)若一开始力 F 就作用在长木板上,且 F=12 N,则小物块 经过多长时间从长木板上掉下? 规范解答 (1)设两物体间的最大静摩擦力为 Ff,当 F=2.5 N 作用于小物块时,对整体 由牛顿第二定律有 F=(M+m)a① (2 分)

对长木板由牛顿第二定律有 Ff=Ma② (2 分) 由①②可得 Ff=2 N(2 分) 小物块竖直方向上受力平衡,所受支持力 FN=mg,摩擦力 Ff=μmg 得 μ=0.2(2 分) (2)F=12 N 作用于长木板上时,两物体发生相对滑动,设长木板、小物块的加速度分别 为 a1、a2,对长木板,由牛顿第二定律有 F-Ff=Ma1(1 分) 得 a1=2.5 m/s2(2 分) 对小物块,由牛顿第二定律有 Ff=ma2(1 分) 得 a2=2 m/s2(2 分) 由匀变速直线运动规律,两物体在 t 时间内的位移分别为

4

1 s1= a1t2(1 分) 2 1 s2= a2t2(1 分) 2 1 小物块刚滑下长木板时,有 s1-s2= L(1 分) 2 解得 t=2 s(3 分) [突破训练] 1.质量 M=9 kg、长 L=1 m 的木板在动摩擦因数 μ1=0.1 的水平地面上向右滑行,当 速度 v0=2 m/s 时,在木板的右端轻放一质量 m=1 kg 的小物块如图所示.小物块刚好滑到 木板左端时,物块和木板达到共同速度.取 g=10 m/s2,求:(1)从物块放到木板上到它们达 到相同速度所用的时间 t; (2)小物块与木板间的动摩擦因数 μ2.

解析:(1)设木板在时间 t 内的位移为 x1,加速度为 a1,物块的加速度大小为 a2,时间 t 内的位移为 x2,则有 1 x1=v0t- a1t2① 2 1 x2= a2t2② 2 位移关系 x1=L+x2③ 速度关系 v0-a1t=a2t④ 联立①②③④式,代入数据得 t=1 s⑤ (2)根据牛顿第二定律,对物块有 μ2mg=ma2⑥ 对木板有 μ2mg+μ1(M+m)g=Ma1⑦ 联立④⑤⑥⑦式,代入数据解得 μ2=0.08 2.如下图所示,质量 M=4.0 kg 的长木板 B 静止在光滑的水平地面上,在其右端放一 质量 m=1.0 kg 的小滑块 A(可视为质点).初始时刻,A、B 分别以 v0=2.0 m/s 向左、向右运 动,最后 A 恰好没有滑离 B 板.已知 A、B 之间的动摩擦因数 μ=0.40,取 g=10 m/s2.求:

(1)A、B 相对运动时的加速度 aA 和 aB 的大小与方向; (2)A 相对地面速度为零时,B 相对地面运动已发生的位移大小 x; 解析:(1)A、B 分别受到大小为 μmg 的摩擦力作用,根据牛顿第二定律 对 A 有 μmg=maA

5

则 aA=μg=4.0 m/s2 方向水平向右 对 B 有 μmg=MaB 则 aB=μmg/M=1.0 m/s2 方向水平向左 (2)开始阶段 A 相对地面向左做匀减速直线运动,设到速度为零时所用时间为 t1,则 v0 =aAt1,解得 t1=v0/aA=0.50 s 1 B 相对地面向右做匀减速直线运动 x=v0t1- aBt2 =0.875 m 2 1 (3)A 先相对地面向左匀减速直线运动至速度为零,后相对地面向右做匀加速直线运动, 加速度大小仍为 aA=4.0 m/s2 B 板向右一直做匀减速直线运动,加速度大小为 aB=1.0 m/s2 当 A、B 速度相等时,A 滑到 B 最左端,恰好没有滑离木板 B,故木板 B 的长度为这个 全过程中 A、B 间的相对位移. 在 A 相对地面速度为零时,B 的速度 vB=v0-aBt1=1.5 m/s 设由 A 速度为零至 A、B 速度相等所用时间为 t2,则 aAt2=vB-aBt2 解得 t2=vB/(aA+aB)=0.3 s 共同速度 v=aAt2=1.2 m/s 从开始到 A、B 速度相等的全过程,利用平均速度公式可知 A 向左运动的位移 xA= ?v0-v??t1+t2? ?2-1.2?×?0.5+0.3? = m=0.32 m 2 2

?v0+v??t1+t2? ?2+1.2?×?0.5+0.3? B 向右运动的位移 xB= = m=1.28 m 2 2 B 板的长度 l=xA+xB=1.6 m 答案:(1)A 的加速度大小为 4.0 m/s2,方向水平向右 B 的加速度大小为 1.0 m/s2,方向水平向左 (2)0.875 m (3)1.6 m

6



更多相关文章:
滑块---滑板模型---教师版.doc
滑块---滑板模型---教师版 - 滑块---滑板模型专题 【模型分析】 相互作用:滑块之间的摩擦力分析 相对运动: 具有相同的速度时相对静止。 两相互作用的物体在...
滑块---滑板模型---教师版_图文.ppt
滑块---滑板模型---教师版_理化生_高中教育_教育专区。滑块---滑板模型教师版 【模型分析】 相互作用:滑块之间的摩擦力分析 相对运动:具有相同的速度时相对静止...
滑块---滑板模型---学生版_图文.ppt
滑块---滑板模型---学生版_理化生_高中教育_教育专区。滑块---滑板模型学生版 【模型分析】 相互作用:滑块之间的摩擦力分析 相对运动:具有相同的速度时相对静止...
2018届培优资料5 滑块滑板模型(教师版)一本.doc
2018届培优资料5 滑块滑板模型(教师版)一本 - 2018 届培优资料 5 滑块滑板模型 一、临界问题 例 1、如图所示,质量 M=1kg 的木板 B 静止在粗糙的水 平地面...
滑块滑板模型_图文.ppt
滑块数字媒体资源库 -滑板模型【跟踪训练】 如图示,质量为M的长木板,静止放置在
4.6 滑块-滑板模型_图文.ppt
4.6 滑块-滑板模型 - 高一物理教师用课件,人教版,上学期(嘉祥一中 物理刘课件)... 4.6 滑块-滑板模型_高一理化生_理化生...高一物理教师用课件,人教版,上学期(...
滑块滑板模型专题.doc
滑块滑板相互作用模型模型分析】 1、相互作用:滑块之间的摩擦力分析 2、相对
动力学中的滑块滑板模型_图文.ppt
2016年1月22日星期五8时26分57秒 动力学中的滑块滑板模型 3.两种位移关系:(相对滑动的位移关系) 知识梳理 滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和...
滑板-滑块模型专题.doc
(滑板-滑块模型专题)2015.11 1、 (2011 天津第 2 题) .如图
滑块滑板模型.doc
滑块滑板模型_理化生_高中教育_教育专区。高三物理专题复习: 滑块滑板模型 典型例题:例 1. 如图所示,在粗糙水平面上静止放一长 L 质量为 M=1kg 的木板 B...
滑块滑板模型专题.doc
滑块滑板模型专题_理化生_高中教育_教育专区。滑块与滑板相互作用模型【模型分析】 1、相互作用:滑块之间的摩擦力分析 2、相对运动:具有相同的速度时相对静止。两...
传送带模型滑块 滑板模型.doc
传送带模型与滑块 滑板模型_军事/政治_人文社科_专业资料。牛顿运动定律的综合...滑块一直减速达到左端 情景 3 (2)传送带较长时,滑块还要被传送带传回右端。...
滑块滑板模型_图文.ppt
2015年11月27日星期五5时26分15秒 动力学中的滑块滑板模型 3.两种位移关系:(相对滑动的位移关系) 知识梳理 滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中,若滑块...
滑块滑板模型 - 答案.doc
滑块滑板模型 - 答案_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。板块模型的各类经典例题的答案(没有答案的见另一份) 滑块滑板模型 [典例] 1.如图所示,A、B ...
滑块滑板模型教案.doc
第4讲 专题:牛顿运动定律在综合应用中的常见模型(1)教案 滑板滑块模型 甘肃省张掖中学 周正伟 一教学目标: 1、 知识与技能:(1)能正确的隔离法、整体法...
滑块滑板模型_图文.ppt
滑块滑板模型_理化生_高中教育_教育专区。牛顿运动定律应用之 滑块滑板模型 【例
牛顿运动定律巧解滑块--滑板模型_图文.doc
牛顿运动定律巧解滑块--滑板模型_理化生_高中教育_...的一端运动到另一端的过程中, 若滑块和滑板同向...北京专用2019版高考物理... 暂无评价 29页 8...
专题一滑块滑板模型1_图文.ppt
专题一滑块滑板模型1_理化生_高中教育_教育专区。腾飞教育高三专题复习 总纲...对于中等学生我们老师一定要注意“质”的把握, 做一道会道,做一道准一道,不...
滑块滑板模型.doc
滑块滑板模型 [典例] 1.如图所示,A、B 两物块叠放在一起,放在光滑地面上
滑块滑板模型题的赏析.doc
滑块滑板模型题的赏析黄代洪(贵州省兴义市第八中学,贵州 兴义 562400
更多相关标签:

All rights reserved Powered by 甜梦文库 9512.net

copyright ©right 2010-2021。
甜梦文库内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit325@126.com|网站地图