2015高考物理滑块木板模型问题专题分析

滑块一木板模型分析<教师版>例1：质量为M木板置于光滑水平面上,一质量为m的滑块以水平速度V从左端滑上木板,m与M之间的动摩擦因数为μ,求： ʌO 1号〔1〕假如木板足够长,求共同速度和所用的时间 J 二I〔2〕要使m不掉下,M至少要多长：练习1：如图所示,质量为M=Ikg的长木板， ,静止放置在光滑水平桌面上,有一个质量为 E口m=0∙2kg大小不计的物体以6m∕s的水平速 ，J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IOm/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=LOOm,一质量与木板相同的金属块,以Vo=2∙OOm∕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u=0.1,g取IOm/S2.求两木板的最后速度. I=⅛ p 练习2：如图,在光滑水平面上,有一质量为M=3kg的木板和质量勿切勿尔为m=lkg的物块,都以v=4m∕s的初速朝相反的方向运动,它们 JD 用乱I让间有摩擦,木板足够长,当木板速度为2.4m∕s时,物块的运动情 I T」况是V >A.做加速运动 B.做减速运动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.Im的物块A和木板54、B间的最大静摩擦力为UMg,现用水平拉力方拉风使4、B以同一加速度运动,求拉力方的最大值.分析：为防止运动过程中A落后于5S不受拉力方的直接作用,靠4、5间的静摩擦力加速〕4、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:ΛA>B一起加速运动时,拉力F的最大值为：或=伽+之陋）画=3ι≡g变式1、例1中若拉力F作用在A上呢？如图2所示.lj∩ -Ag解答：木板B能获得的最大加速度为： *ΞΛA>5一起加速运动时,拉力方的最大值为：3凡-Q?：I2网电--μ^d-j.I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L〔认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力〕，使4、5以同一加速度运动,求拉力方的最大值.解答：木板5能获得的最大加速度为："k.二呼一.二3；咳 1 q 二源-1■■设4、5一起加速运动时,拉力方的最大值为，则:Fa ∕√烟+27?)s-M/"'b解得:%=∣∙zw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BF=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=o.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经占1.5s通过的位移大小.收取IOm/S2〕解答：物体放上后先加速：a1=μg=2m∕s2a-F-隙Q§掰/J此时小车的加速度为：ɪM当小车与物体达到共同速度时:v共=4f%+叼1解得：∖=ls∕共=2m∕sF 2d⅛ —0.8λh∣11 ≡∙j,Lzjr以后物体与小车相对静止： …/ 〔•.•丐〈为,物体不会落后于小车〕二二物体在£=1.5S内通过的位移为：s=2"j]2+y共(t~t1')+%〔£一.〕2=2.1m练习4、如图,质量M=Ikg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西二0」,在木板的左端放置一个质量M=Ikg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数阳-Od,取g=10m∕s2,试求：〔1〕若木板长L=1m,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〕〔解答略〕答案如下：〔1〕Z=Is〔2〕①当方W用（加Γ+M）g=2N时a、JB相对静止且对地静止人=方；②当2N<FW6N时第、形相对静止，2③当F>6N时4、B发生相对滑动,为二取吃=4N.画出f2随拉力F大小变化的图象如图7所示.小结：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〕，则要先判定两个物体是否发生相对滑动,其方法是求出不受外力F作用的那个物体的最大临界加速度并用假设法求出在外力F作用下整体的加速度,比较二者的大小即可得出结论.练习:1.如图<a>所示,光滑水平面上停放着一辆上表面粗糙的平板车,质量为M,一质量为m的铁块以水平初速度v0滑到小车上,两物体开始运动,它们的速度随时间变化的图象如图〔b〕所示〔t0是滑块在车上运动的时间〕，则可以断定 〔A.铁块与小车最终滑离B.铁块与小车的质量之比m:M=1：1C.铁块与小车表面的动摩擦因数μ=V

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3gt5vtD.平板车上表面的长度为-^o答案ABC6<2014届##省枣庄市〕如图所示,质量M=4.0kg的木板长L=2.0m,静止在水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为μ1=0.05.木板水平上表面左端静置质量m=2.0kg的小滑块〔可视为质点〕,小滑块与板间的动摩擦因数为μ2=0.2.从某时刻开始用F=5.0N的水平力一直向右拉滑块,直至滑块滑离木板.设木板与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m∕s2.试求：‹2014届##省郯城一中〕长1米的木板A,质量为M=Ikg,静止在水平地面上.在木板最左端有一质量为m=2kg的小物块B,在沿水平向右F=10牛的恒力作用下由静止开始运动,物块和木板、木板和水平面间的滑动摩擦系数分别为5=0.2,七=0」.在把小物块从木板右端拉下去的过程中,求：〔1〕运动过程中A、B的加速度分别是多大?〔2〕在此过程中木板运动的位移为多大？〔小物块可看作质点〕〔g取IOmZS2〕<2013##中学卷>如图,在光滑水平面上,放着两块长度相同,质量分别为%和强的木板,在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块.开始时,各物均静止,今在两物体上各作用一水平恒力F1,方2,当物块和木板分离时，两木板的速度分别为匕和办物体和木板间的动摩擦因数相同,下列说法正确的是 VBD>A.若储=方2"ι>M2,则匕>々 JΞ∑∑f1 JB.若储=%"ι<%,则匕„. t^-l ►F2C.若储>方2〃1=%,则匕>% UHTii⅛⅞WD.若F1<F2，M1=M2〃“1>»2如图所示,长2m,质量为Ikg的木板静止在光滑水平面上,一木块质量也为Ikg〔可视为质点〕，与木板之间的动摩擦因数为0.2.要使木块在木板上从左端滑向右¥J 端而不至滑落,则木块初速度的最大值为〔D〕A.lɪn/s B.2ɪn/sC.3ɪn/s D.4ɪn/s.如图所示,小木块质量m=lkg,长木核质量M=IOkg,木板与地面以与木块间的动摩擦因数均为μ=0.5.当木板从静止开始受水平向右的恒力F=90N作用时,木块以初速v°=4m1⅛m/S向左滑上木板的右端.则为使木块不滑离木板,木板的长度I至 L少要多长？.如图,质量M=LOkg的长木板静止在光滑水平面上,在长木板的右端放一质量m=1.0kg的小滑块〔可视为质点〕，小滑块与长木板之间的动摩擦因数=0.20.现用水平横力F=6.0N向右拉长木板,使小滑块与长木板发生相对滑动,经过t=1.0s撤去 m力F.小滑块在运动过程中始终没有从长木板上掉下.求： M〔1〕撤去力F时小滑块和长木板的速度个是多大；〔2〕运动中小滑块距长木板右端的最大距离是多大？解：〔1〕.对滑和木板分别利用牛顿第二定律和运动学公式a1a2Ng=2m/S2F—μmgMV=at=2m