动力学分析解析滑块

1、滑块一木板模型的动力学分析在高三物理复习中，滑块一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。滑块一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 口 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。解答：物块A能

2、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: n 3+2用）听二§料沁g1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。盘Q =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:2此时小车的加速度为：当小车与物体达到共同速度时:0.5/解得: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

3、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 口 =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：ai= 口 g=2m/sv 共=at i=vo+a2t i解得：t i=1s,v 共=2m/s车)c)= = 0-8w2 / s以后物体与小车相对静止：I亠;J( = '*,物体不会落后于小 £物体在 t=1. 5s 内通过的位移为：s=aiti2+v 共(t 11) + 二 a3 (t 11) 2=2. 1m

4、练习2如图5所示，质量 M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数-'，在木板的左端放置一个质量n=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数工 I取g=10m/s2,试求：苏 L ”(1) 若木板长L=1n,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到 木板的右端？(2) 若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,通过分析和计算后，请在图6中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小变化的图象。(设木板足够长)3I024 6 810 12 l-ifTN图6（解答略）答案如下：（1） t=1s(2)当FwJ-L+ ；- - N时，A B相对静止且对地静止，f2=F;当2N<Fw 6N时，M m相对静止,当F>6N时，A B发生相对滑动' N.画出f2随拉力F大小变化的图象如图 7所示。从以上几例我们可以看到，无论物体的运动情景如何复杂，这类问题的解答有一个基本技巧和方法：在物体运动的每一个过程中,若两个物体的初速度不同，则两物体必然相对滑动；若两个物体的 初速度相同（包括初速为 0），则要先判定两个