高中物理-滑块和滑板模型教学课件设计

专题：滑块和滑板模型一：模型的建立1、相互作用：滑块和滑板之间靠摩擦力连接，其中静摩擦力是可以变化的。2、相对运动：两物体具有相同的速度和加速度时相对静止。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、位移通常会用到牛顿第二定律加运动学公式。【例1】如图所示，一质量为m=2kg、初速度为6m/s的小滑块（可视为质点），向右滑上一质量为M=4kg的静止在光滑水平面上足够长的滑板，m、M间动摩擦因数为μ=0.2。(1)滑块滑上滑板时，滑块和滑板在水平方向上各受什么力，大小如何？方向向哪？对滑块：受到滑动摩擦力，大小为：μmg=4N,方向向左，对滑板：受到滑动摩擦力，大小为：μmg=4N，方向向右。Mmv0【例1】如图所示，一质量为m=2kg、初速度为6m/s的小滑块（可视为质点），向右滑上一质量为M=4kg的静止在光滑水平面上足够长的滑板，m、M间动摩擦因数为μ=0.2。(2)滑块和滑板各做什么运动？加速度各是多大？滑块做匀减速运动，有牛顿第二定律:-μmg=ma1,得a1=-μg=-2m/s2.同理：滑板做匀加速运动，有牛顿第二定律:μmg=Ma2,得a2=1m/s2Mmv0【例1】如图所示，一质量为m=2kg、初速度为6m/s的小滑块（可视为质点），向右滑上一质量为M=4kg的静止在光滑水平面上足够长的滑板，m、M间动摩擦因数为μ=0.2。(3)2s末滑块和滑板的速度分别是多少？对滑块：v3=v0+a1t2=2m/s对滑板：v4=a2t2=2m/sMmv0【例1】如图所示，一质量为m=2kg、初速度为6m/s的小滑块（可视为质点），向右滑上一质量为M=4kg的静止在光滑水平面上足够长的滑板，m、M间动摩擦因数为μ=0.2。(4)2s末滑块和滑板的位移分别是多少？相对位移是多少？对滑块：x3=v0t2+a1t22/2=8m对滑板：x4=a2t22/2=2m相对位移：△x=x3-x4=6mMmv0【例1】如图所示，一质量为m=2kg、初速度为6m/s的小滑块（可视为质点），向右滑上一质量为M=4kg的静止在光滑水平面上足够长的滑板，m、M间动摩擦因数为μ=0.2。(5)2s后滑块和滑板将怎样运动？相对静止一起向右匀速运动Mm【例2】如图所示，一质量为m=3kg、初速度为5m/s的小滑块（可视为质点），向右滑上一质量为M=2kg的静止在水平面上足够长的滑板，m、M间动摩擦因数为μ1=

0.2，滑板与水平面间的动摩擦因数为μ2=

0.1，（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。二：举一反三Mmv0=5m/s【例2】如图所示，一质量为m=3kg、初速度为5m/s的小滑块（可视为质点），向右滑上一质量为M=2kg的静止在水平面上足够长的滑板，m、M间动摩擦因数为

μ1=

0.2，滑板与水平面间的动摩擦因数为μ2=

0.1（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。Mm（1）滑块滑上滑板时，滑块和滑板在水平方向上各受什么力，大小如何？方向向哪？对m：受M给的水平向左的滑动摩擦力

μ1mg=6N.对M：上表面受m给的向右的反作用力6N，下表面受到地面给的水平向左的滑动摩擦力μ2(M+m)g=5N.μ1mgμ2(M+m)gμ1mg【例2】如图所示，一质量为m=3kg、初速度为5m/s的小滑块（可视为质点），向右滑上一质量为M=2kg的静止在水平面上足够长的滑板，m、M间动摩擦因数为

μ1=

0.2，滑板与水平面间的动摩擦因数为μ2=

0.1，（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。Mm（2）滑块和滑板各做什么运动？加速度各是多大？m做匀减速运动，a1=-μ1g=-2m/s2,M做匀加速运动μ1mg-μ2(M+m)g=Ma2,a2=0.5m/s2【例2】如图所示，一质量为m=3kg、初速度为5m/s的小滑块（可视为质点），向右滑上一质量为M=2kg的静止在水平面上足够长的滑板，m、M间动摩擦因数为

μ1=

0.2，滑板与水平面间的动摩擦因数为μ2=

0.1，（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。Mm（3）滑块滑上滑板开始，经过多长时间后会与滑板保持相对静止？二者速度相等时保持相对静止，即v0+a1t=a2t，解得：t=2s。【例2】如图所示，一质量为m=3kg、初速度为5m/s的小滑块（可视为质点），向右滑上一质量为M=2kg的静止在水平面上足够长的滑板，m、M间动摩擦因数为

μ1=

0.2，滑板与水平面间的动摩擦因数为μ2=

0.1，（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。Mm（4）滑块和滑板相对静止时，各自的位移是多少？相对位移是多少？2s时m的位移：x1=v0t+a1t2/2=6m

M的位移：x2=a2t2/2=1m相对位移△x=x1-x2=5m【例2】如图所示，一质量为m=3kg、初速度为5m/s的小滑块（可视为质点），向右滑上一质量为M=2kg的静止在水平面上足够长的滑板，m、M间动摩擦因数为μ1=

0.2，滑板与水平面间的动摩擦因数为μ2=

0.1，（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。2s后它们以共同的初速度v=1m/s，加速度a=-1m/s2做匀减速运动Mm（5）滑块和滑板相对静止后，滑块和滑板做什么运动？【例3】如图所示，质量为M，长度为L的长木板放在水平桌面上，木板右端放有一质量为m长度可忽略的小木块，木块与木板之间、木板与桌面之间的动摩擦因数均为μ。开始时木块、木板均静止，某时刻起给木板施加一大小恒为F方向水平向右的拉力。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（1）要把长木板从小木块下拉出，拉力F应满足的条件。（2）若拉力F=5μ(m+M)g，求从开始运动到木板从小木块下被拉出所经历的时间。MmF解：（1）要把M从m下拉出，则m与M之间必须发生了相对滑动。对m：μmg=ma1对M：F-μmg-μ(M+m)=Ma2以题意：a2>a1解以上各式得：F>2μ(M+m)g(2):设拉出木板需要的时间为t，拉出木板的过程中，木块与木块各做匀加速运动。木块的位移：x1=a1t2，木板的位移：x2=a2t2拉出模板时：x2-x1=L,联立以上各式解得：

【例4】如图所示，质量M=8kg的长木板放在光滑水平面上，在长木板的右端施加一水平恒力F=8N，当长木板向右运动速率达到v1=10m/s时，在其右端有一质量m=2kg的小物块（可视为质点）以水平向左的速率v2=2m/s滑上木板，物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.2，小物块始终没离开长木板，取10m/s2，求：⑴经过多长时间小物块与长木板相对静止；⑵长木板至少要多长才能保证小物块始终不滑离长木板；

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