用动力学观点和能量观点求解滑块滑板问题

第五章机械能校训：诚朴健美笃学奋进教风：立言立行立德立功长沙市周南中学ChangShaShihouNanhongue专题：用动力学观点和能量观点解决“滑块-滑板”问题肖春平物理一轮复习专题考情分析“滑块—滑板”问题，具有涉及考点多（运动学公式、牛顿运动定律、功能关系等），情境丰富，设问灵活，解法多样，思维量高等特点，是一类选拔功能极强的试题，也是高考中力学常考的试题。1、模型特点：滑块—滑板模型两个及两个以上的物体叠放，并且在摩擦力的相互作用下发生相对滑动。2、模型类型：a系统不受外力型b系统受外力型3、分析方法：受力分析运动分析做功和能量的转化分析1运动学公式；2牛顿运动定律；3动能定理；4、规律应用:题型一：系统不受外力【例1】如图所示，一质量为m=2g的滑块（可视为质点）被弹簧从一个弹射系统中弹出，以6m/s的速度，向右滑上一质量为M=4g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=02。Mmv01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？2滑块和滑板各做什么运动？加速度各是多大？32s末滑块和滑板的速度分别是多少？42s末滑块和滑板的位移分别是多少？相对位移是多少？5整个过程中，滑块和滑板系统产生的热量题型一：系统不受外力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？2滑块和滑板先各做什么运动？加速度各是多大？滑块做匀减速运动，-μmg=ma1,得a1=-μg=-2m/s2滑板做匀加速运动,μmg=Ma2,得a2=1m/s2最后一起做匀速运动。Mmv0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。【例1】如图所示，一质量为m=2g的滑块（可视为质点）被弹簧从一个弹射系统中弹出，以6m/s的速度，向右滑上一质量为M=4g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=02。题型一：系统不受外力

Mmv032s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/s42s末滑块和滑板的位移分别是多少？相对运动位移是多少？【例1】如图所示，一质量为m=2g的滑块（可视为质点）被弹簧从一个弹射系统中弹出，以6m/s的速度，向右滑上一质量为M=4g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=02。题型一：系统不受外力Mmv05从滑上木板到最后一起匀速运动，滑块和滑板系统产生的热量【例1】如图所示，一质量为m=2g的滑块（可视为质点）被弹簧从一个弹射系统中弹出，以6m/s的速度，向右滑上一质量为M=4g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=02。解此类题的基本步骤1分别对滑块和木板进行受力分析2分别对滑块和木板进行运动情况分析，画运动过程的示意图3选择恰当的物理规律求解解题关键：找出物体之间的位移（路程）关系或速度关系是解题的突破口。题型二：系统受外力【例2】如图，质量M＝8g的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F＝80＝3m/s时，在小车的右端轻放一质量m＝2g的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ＝02，假定小车足够长，g＝10m/s2求：解析1根据牛顿第二定律得：对物块：μmg＝ma1，解得：a1＝2m/s2对小车：F－μmg＝Ma2，解得：a2＝05m/s21小物块放上后，物块和小车的加速度分别为多少；2经过多长时间物块与小车达到相同速度，此时物运动的位移大小；（2）设经过t1时间物块与小车的速度相等，则有：a1t1＝v0＋a2t1，代入数据解得：t1＝2s，共同的速度大小为：v＝a1t1＝4m/s；3从小物块放在车上开始经过t0＝30s摩擦力对小物块所做的功t1后M、m有相同的加速度，对M、m整体有：F＝M＋ma3，解得：a3＝08m/s2，物块受到的摩擦力为：Ff＝ma3＝16N，t1时间内物块运动位移1=4m此t2＝t0－t1＝1s运动的位移为：所以摩擦力做的功为：W＝μmg1＋Ff2＝2304J方法二：摩擦力对小物块做功等于物块动能的增量【例2】如图，质量M＝8g的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F＝80＝3m/s时，在小车的右端轻放一质量m＝2g的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ＝02，假定小车足够长，g＝10m