滑块与木板模型.docx

教科版高中物理模块化专题复习学案 雅安市田家炳中学 张明俊高中物理模块化复习学生学案专题一滑块与木板一 应用力和运动的观点处理 (即应用牛顿运动定律)典型思维方法:整体法与隔离法注意运动的相对性【例1】木板M静止在光滑水平面上,木板上放着一个小滑块 m,与木板之间的动摩擦因数μ,为了使得 m能从M上滑落下来,求下列各种情况下力 F的大小范围。【例2】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=,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μ =,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)若其它条件不变,恒力 F=,且始终作用在 M上,求m在M上滑动的时间 .教科版高中物理模块化专题复习学案 雅安市田家炳中学 张明俊【例3】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,,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=,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).Fx2 Lx1【例4】如图所示,在光滑的桌面上叠放着一质量为mA=====,,绳被拉直,B位于A的左端(如图),然后放手,求经过多长时间t后B从A的右端脱离(设A的右端距滑轮足够远)(取g=10m/s2).教科版高中物理模块化专题复习学案 雅安市田家炳中学 张明俊例1解析(1)m与M刚要发生相对滑动的临界条件:①要滑动:m与M间的静摩擦力达到最大静摩擦力;②未滑动:此时m与M加速度仍相同。受力分析如图,先隔离m,由牛顿第二定律可得:a=μmg/m=μg再对整体,由牛顿第二定律可得:F0=(M+m)a解得:F0=μ(M+m)g所以,F的大小范围为: F>μ(M+m)g(2)受力分析如图,先隔离 M,由牛顿第二定律可得: a=μmg/M再对整体,由牛顿第二定律可得: F0=(M+m)a解得:F0=μ(M+m)mg/M所以,F的大小范围为: F>μ(M+m)mg/M例2[解析](1)小滑块与木板间的滑动摩擦力f=μFN=μmg=4N⋯⋯⋯⋯①滑动摩擦力 f是使滑块产生加速度的最大合外力,其最大加速度a=f/m=μg=4m/s2⋯②1当木板的加速度 a2>a1时,滑块将相对于木板向左滑动,直至脱离木板F-f=ma>ma1F>f+ma=20N⋯⋯⋯⋯③21即当F>20N,且保持作用一般时间后,小滑块将从木板上滑落下来。2)当恒力F=,木板的加速度a2',由牛顿第二定律得F-f=Ma2'解得:a2'=⋯⋯⋯④设二者相对滑动时间为t,在分离之前小滑块:x1=?a1t2⋯⋯⋯⋯⑤木板:x1=?a2't2⋯⋯⋯⋯⑥又有x2-x1=L ⋯⋯⋯⋯⑦解得:t=2s⋯⋯⋯⋯⑧例3解析:(1)对木板M,水平方向受静摩擦力f向右,当f=fm=μmg度,此时对应的F0即为使m与M一起以共同速度滑动的最大值。对M,最大加速度aM,由牛顿第二定律得:aM=fm/M=μmg/M=1m/s要使滑块与木板共同运动,m的最大加速度am=aM,时,M有最大加速2对滑块有F-μmg=mam0所以F0=μmg+mam=2N即力F0不能超过2N(2)将滑块从木板上拉出时,木板受滑动摩擦力f=μmg,此时木板的加速度a2为22m与M均为匀加速直线运动)木a=f/M=μmg/M=1m/,有(板位移x2=?a2t2①滑块位移x1=?a1t2②位移关系x1-x2=L③将①、②、③式联立,解出a1=7m/s2教科版高中物理模块化专题复习学案 雅安市田家炳中学 张明俊对滑块,由牛顿第二定律得:F-μmg=ma1所以F=μmg+ma1=8N(3)将滑块从木板上拉出的过程中,滑块和木板的位移分别为x1=?a12222t=7/8mx=?at=1/8m例四:以桌面为参考系,令aAB表示AB分别表示表示A的加速度,aB、C的加速度,s和st时间