滑块模型专题学案.doc

滑块模型专题学案【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。3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。4求时间通常会用到牛顿第二定律加运动学公式5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。6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一、滑块与长木板之间是否出现相对运动的分析AB F1如图所示，mA=1kg，mB=2kg，A、B间静摩擦力的最大值是5N，水平面光滑。用水平力F拉B，当拉力大小分别是=10N和=20N时，A、B的加速度各多大？（设A、B间的滑动摩擦力大小等于A、B间的最大静摩擦力大小）解：方法一：假设A、B相对静止，当=10N 时A、B的共同加速度，此时A物体所受的摩擦力故A、B相对静止，A、B的加速度均为 当=20N 时A、B的共同加速度，此时A物体所受的摩擦力，故A、B有相对运动，对A物体 对B物体 方法二：先确定临界值，即刚好使A、B发生相对滑动的F值。当A、B间的静摩擦力达到5N时，既可以认为它们仍然保持相对静止，有共同的加速度，又可以认为它们间已经发生了相对滑动，A在滑动摩擦力作用下加速运动。对A a =f/mA =5m/s2，再以A、B系统为对象得到 F =（mA+mB）a =15N当F=10N15N时，A、B间一定发生了相对滑动，对A物体 对B物体 二、滑块滑离长木板的条件分析ABF2质量是2kg的物体A放在质量是4kg的物体B上，B放在光滑的水平面上，A、B之间的摩擦因数是0.5，最初A、B静止，现要对A施加一个力F，使A从B上滑下，问F需要满足的什么条件？ 3如图所示，物体A的质量1 kg，静止在光滑水平面上的木板B的质量为0. 5 kg、长l=1 m，某时刻A以4 m/s的初速度滑上木板B的上表面，为使A不能从B上右端滑落，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力F，若A与B之间的动摩擦因数0. 2，试求拉力F应满足的条件（忽略物体A的大小）滑块模型练习题1. 如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（ ）2如图所示在粗糙水平面上依次放有两块质量分别为=15kg，=10kg高度完全相同的木板A、B，质量=20kg的货物C与两木板间的动摩擦因数均为0，木板A与地面间的动摩擦因数A=0.3，木板B与地面间的动摩擦因数B=0.2（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10m/s2）要使货物C滑上木板时，木板A不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，则0的大小可能是 A0.2 B0.4 C0.6 D0.83如图所示，A、B两物体的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则()A当F2mg时，A、B都相对地面静止B当Fmg时，A的加速度为gC当F3mg时，A相对B滑动D无论F为何值，B的加速度不会超过g4如图所示，一长木板在水平地面上运动，在某时刻(t0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，已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。在物块放到木板上之后，木板运动的速度时间图象可能是图中的()5如图甲所示，A、B两长方体叠放在一起，放在光滑的水平面上。B物体从静止开始受到一个水平变力的作用，该力与时间的关系如图乙所示，运动过程中A、B始终保持相对静止。则在02t0时间内，下列说法正确的是()At0时刻，A、B间的静摩擦力最大，加速度最小Bt0时刻，A、B的速度最大C0时刻和2t0时刻，A、B间的静摩擦力最大D2t0时刻，A、B离出发点最远，速度为06在光滑水平面上，放着两块长度相同、质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块，如图所示，开始时各物块均静止，现在两物块上各作用一水平恒力F1、F2，当物块和木板分离时，两木板的速度分别为v1和v2，物块和两木板间的动摩擦因数相同下列说法正确的是()A若F1F2，M1M2，则v1v2 B若F1F2，M1M2，则v1v2C若F1F2，M1M2，则v1v2 D若 F1F2，M1M2，则v1v2FAB图（1）FAB图（2）7如图所示，在光滑水平面上有一小车A，其质量为kg，小车上放一个物体B，其质量为kg，如图（1）所示。给B一个水平推力F，当F增大到稍大于3.0N时，A、B开始相对滑动。如果撤去F，对A施加一水平推力F，如图（2）所示，要使A、B不相对滑动，求F的最大值8 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=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）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. （3）若水平力F28N向右拉木板,要使小滑块从木板上掉下来，力作用的时间至少要多长？ 9如图所示，物体A放在足够长的木板B上，木板B静止于水平面。t=0时，电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B，使它做初速度为零，加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数1=0.05，B与水平面之间的动摩擦因数2=0.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取10m/s2。求 （1）物体A刚运动时的加速度aA（2）t=1.0s时，电动机的输出功率P；（3）若t=1.0s时，将电动机的输出功率立即调整为P=5W，并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变，t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少？ 10. 如图所示，有一块木板静止在光滑水平面上，木板质量M=0.5kg，长L=1m. 一个质量为m=1kg的小滑块，其尺寸远小于L，它与木板之间的动摩擦因数=0.2，g=10m/s2，某时刻滑块m以水平向右的初速度v0=4m/s,从左端滑上木板的上表面，同时对木板施加一个水平向右的恒定拉力F。求： （1） 若F=5N,求滑块从开始运动到距离木板左端最远处所需的时间 （2）若要使滑块不至于从木板上滑落，拉力F大小应满足的条件11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时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）. 12如图所示，放在水平地面上的长木板B，长为1 m，质量为2 kg，B与地面之间的动摩擦因数为0.2。一质量为3 kg的小铅块A，放在B的左端，A、B之间的动摩擦因数为0.4。A以3 m/s的初速度开始向右运动，求最终A相对地的位移和A相对B的位移。13如图所示，质量M=8 kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=8 N，当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2 kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数=0.2，小车足够长(取g=l0 m/s2)。求：（1）小物块放后，小物块及小车的加速度大小各为多大？（2）经多长时间两者达到相同的速度？（3）从小物块放上小车开始，经过t=1.5 s小物块通过的位移大小为多少？ Mm14如图所示，一块质量为M，长为L的均质板放在很长的光滑水平桌面上，板的左端有一质量为m的小物体（可视为质点），物体上连接一根很长的细绳，细绳跨过位于桌边的定滑轮某人以恒定的速率v向下拉绳，物体最多只能到达板的中点，而板的右端尚未到达桌边定滑轮处试求：（1）物体刚达板中点时板的位移vMm（2）若板与桌面之间有摩擦，为使物体能达到板的右端，板与桌面之间的动摩擦因数的范围是多少？15一长木板在水平地面上运动，在t0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象如图所示。已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。取重力加速度的大小g10 m/s2，求：(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；(2)从t0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。16如图所示，半径R=0.8m的光滑1/4圆弧轨道固定在光滑水平上，轨道上方的A点有一个可视为质点的质量m=1kg的小物块。小物块由静止开始下落后打在圆弧轨道上的B点但未反弹，在该瞬间碰撞过程中，小物块沿半径方向的分速度即刻减为零，而沿切线方向的分速度不变，此后小物块将沿着圆弧轨道滑下。已知A点与轨道的圆心O的连线长也为R，且AO连线与水平方向的夹角为30，C点为圆弧轨道的末端，紧靠C点有一质量M=3kg的长木板，木板的上表面与圆弧轨道末端的切线相平，小物块与木板间的动摩擦因数，g取10m/s2。求：（1）小物块刚到达B点时的速度；（2）小物块沿圆弧轨道到达C点时对轨道压力FC的大小；（3）木板长度L至少为多大时小物块才不会滑出长木板？17如图所示，一平板小车静止在光滑的水平面上，质量均为m的物体A、B分别以2v和v的初速度、沿同一直线同时从小车两端相向水平滑上小车设两物体与小车间的动摩擦因数均为，小车质量也为m，最终物体A、B都停在小车上（小车足够长，A、B不相碰）求：（1）最终小车的速度大小是多少，方向怎样？（2）要想使物体A、B不相碰，平板车的长度至少为多长？18如图所示，某货场而将质量为m1=100 kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨道顶端无初速滑下，轨道半径R=1.8 m。地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板A、B，长度均为l=2m，质量均为m2=100 kg，木板上表面与轨道末端相切。货物与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数=0.2。（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10 m/s2）（1）求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。（2）若货物滑上木板4时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求1应满足的条件。（3）若1=0。5，求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间19如图所示，倾角30的足够长光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一长L1.8 m、质量M3 kg的薄木板，木板的最右端叠放一质量m1 kg的小物块，物块与木板间的动摩擦因数.对木板施加沿斜面向上的恒力F，使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g10 m/s2.(1)为使物块不滑离木板，求力F应满足的条件；(2)若F37.5 N，物块能否滑离木板？若不能，请说明理由；若能，求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离20如图，木板