滑塊滑板模型

《滑塊滑板模型》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《滑塊滑板模型（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、滑塊、滑板模型專題【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、能正確的隔離法、整體法受力分析2、能正確運用牛頓運動學(xué)知識求解此類問題3、能正確運用動能定理和功能關(guān)系求解此類問題?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】1、處理滑塊與滑板類問題的基本思路與方法是什么?2、滑塊與滑板存在相對滑動的臨界條件是什么?3、滑塊滑離滑板的臨界條件是什么?【合作探究 精講點撥】ABv18.5m/sv23.5m/s例題：如圖所示，滑塊A的質(zhì)量m1kg，初始速度向右v18.5m/s；滑板B足夠長，其質(zhì)量M2kg，初始速度向左v23.5m/s。已知滑塊A與滑板B之間動摩擦因數(shù)10.4，滑板B與地面之間動摩擦因數(shù)20.1。取重力加速度g10m/s2。且兩者相對靜止時，速

2、度大小：，在兩者相對運動的過程中：問題（1）：剛開始aA、aB1 問題（2）：B向左運動的時間tB1及B向左運動的最大位移SB2問題（3）：A向右運動的時間t及A運動的位移SA問題（4）：B運動的位移SB及B向右運動的時間tB2問題（5）：A對B的位移大小S、A在B上的劃痕L、A在B上相對B運動的路程xA問題（6）：B在地面的劃痕LB、B在地面上的路程xB 問題（7）：摩擦力對A做的功WfA、摩擦力對A做的功WfB、系統(tǒng)所有摩擦力對A和B的總功Wf問題（8）：A、B間產(chǎn)生熱量QAB、B與地面產(chǎn)生熱量QB、系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量Q 問題（9）：畫出兩者在相對運動過程中的示意圖和vt圖象練習(xí)：如圖為

3、某生產(chǎn)流水線工作原理示意圖足夠長的工作平臺上有一小孔A，一定長度的操作板（厚度可忽略不計）靜止于小孔的左側(cè)，某時刻開始，零件（可視為質(zhì)點）無初速地放上操作板的中點，同時操作板在電動機帶動下向右做勻加速直線運動，直至運動到A孔的右側(cè)（忽略小孔對操作板運動的影響），最終零件運動到A孔時速度恰好為零，并由A孔下落進入下一道工序已知零件與操作板間的動摩擦因數(shù)1=0.05，零件與與工作臺間的動摩擦因數(shù)2=0.025，不計操作板與工作臺間的摩擦重力加速度g=10m/s2求：（1）操作板做勻加速直線運動的加速度大小；（2）若操作板長L=2m，質(zhì)量M=3kg，零件的質(zhì)量m=0.5kg，則操作板從A孔左側(cè)完全運

4、動到右側(cè)的過程中，電動機至少做多少功？A工作臺工作臺操作板零件【總結(jié)歸納】【針對訓(xùn)練】1、光滑水平地面上疊放著兩個物體A和B，如圖所示水平拉力F作用在物體B上，使A、B兩物體從靜止出發(fā)一起運動經(jīng)過時間t，撤去拉力F，再經(jīng)過時間t，物體A、B的動能分別設(shè)為EA和EB，在運動過程中A、B始終保持相對靜止以下有幾個說法：EAEB等于拉力F做的功；EAEB小于拉力F做的功；EA等于撤去拉力F前摩擦力對物體A做的功；EA大于撤去拉力F前摩擦力對物體A做的功。其中正確的是（ ）A B C D2、如圖所示,質(zhì)量為M的木板靜止在光滑水平面上一個質(zhì)量為m的小滑塊以初速度v00t1tv0v0/2v圖圖mMv0木板

5、的左端向右滑上木板滑塊和木板的水平速度隨時間變化的圖像如圖所示某同學(xué)根據(jù)圖像作出如下的一些判斷正確的是（ ）A滑塊與木板間始終存在相對運動B滑塊始終未離開木板C滑塊的質(zhì)量大于木板的質(zhì)量D在t1時刻滑塊從木板上滑出 3、如圖所示，質(zhì)量為M，長度為L的小車靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物塊，放在小車的最左端，現(xiàn)用一水平力F作用在小物塊上，小物塊與小車之間的摩擦力為，經(jīng)過一段時間小車運動的位移為，小物塊剛好滑到小車的右端，則下列說法中正確的是：（ ）A . 此時物塊的動能為F(x+L)B . 此時小車的動能為fxC . 這一過程中，物塊和小車增加的機械能為Fx-fLD . 這一過程中，因摩擦而產(chǎn)

6、生的熱量為fL 4、如圖所示，彈簧左端固定在長木板m2左端，右端與小木塊m1連接，且m1、m2及m2與地面間接觸光滑，開始時m1和m2均靜止，現(xiàn)同時對m1、m2施加等大反向的水平恒力F1和F2，從兩物體開始運動以后的整個運動過程中，對m1、m2和彈簧組成的系統(tǒng)（整個過程中彈簧形變不超過其彈性限度），正確說法是：m2F2F1m1A.由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)機械能守恒。 B.由于F1、F2分別對m1、m2做正功, 故系統(tǒng)的動能不斷增加。 C.由于F1、F2分別對m1、m2做正功，故機械能不斷增加。D.當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時，m1、m2的動能最大。5、如圖所示，兩質(zhì)量相等的物塊A

7、、B通過一輕質(zhì)彈簧連接，B足夠長、放置在水平面上，所有接觸面均光滑。彈簧開始時處于原長，運動過程中始終處在彈性限度內(nèi)。在物塊A上施加一個水平恒力，A、B從靜止開始運動到第一次速度相等的過程中，下列說法中正確的有（ ）A當(dāng)A、B加速度相等時，系統(tǒng)的機械能最大B當(dāng)A、B加速度相等時，A、B的速度差最大C當(dāng)A、B的速度相等時，A的速度達到最大D當(dāng)A、B的速度相等時，彈簧的彈性勢能最大6、如圖所示，質(zhì)量為M=8 kg的小車放在光滑水平面上，在小車右端加一水平恒力F=8 N。當(dāng)小車向右運動的速度達到v0=3m/s時，在小車右端輕輕放上一質(zhì)量m=2 kg的小物塊，物塊與小車間的動摩擦因數(shù)=0.2，物塊始終

8、不離開小車，從小物塊放在小車上開始計時，經(jīng)過3 s時間，摩擦力對小物塊做的功是多少？（g取10 m/s2）FmM7、如圖（a）所示，在足夠長的光滑水平面上，放置一長為L1 m、質(zhì)量為m10.5 kg的木板A，一質(zhì)量為m21 kg的小物體B以初速度v0滑上A的上表面的同時對A施加一個水平向右的力F，A與B之間的動摩擦因數(shù)為0.2，g10 m/s2；小物體B在A上運動的路程S與F力的關(guān)系如圖（b）所示。求：v0、F1、F2 。BAv0F（a）（b）F/NF2F11S/m1O8、如下圖所示，在水平長直的軌道上，有一長度為L的平板車在外力控制下始終保持速度v0做勻速直線運動。某時刻將一質(zhì)量為m，可視為

9、質(zhì)點的小滑塊輕放到車面最右端，滑塊剛好距B端處的C點相對小車靜止，設(shè)定平板車上表面各處粗糙程度相同。求滑塊和平板車摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。9、質(zhì)量為M=1kg足夠長的木板放在水平地面上，木板左端放有一質(zhì)量為m=1kg大小不計的物塊，木板與地面間的動摩擦因數(shù)1=0.1，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)2=0.3。開始時物塊和木板都靜止，現(xiàn)給物塊施加一水平向右的恒力F=6N，當(dāng)物塊在木板上滑過1m的距離時，撤去恒力F。（設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，取g=10m/s2）（1）求力F做的功；（2）求整個過程中長木板在地面上滑過的距離。參考答案【自主學(xué)習(xí)】1、判斷滑塊與滑板間是否存在相對滑動是思考問題的著眼點.

10、方法有整體法、隔離法、假設(shè)法等.即先假設(shè)滑塊與滑板相對靜止，然后根據(jù)牛頓第二定律求出滑塊與滑板之間的摩擦力，再討論滑塊與滑板之間的摩擦力是不是大于最大靜摩擦力.2、(1)運動學(xué)條件：若兩物體速度和加速度不等，則會相對滑動.(2)動力學(xué)條件：假設(shè)兩物體間無相對滑動，先用整體法算出一起運動的加速度，再用隔離法算出其中一個物體“所需要”的摩擦力f;比較f與最大靜摩擦力fm的關(guān)系，若ffm，則發(fā)生相對滑動.3、當(dāng)滑板的長度一定時，滑塊可能從滑板滑下，恰好滑到滑板的邊緣達到共同速度是滑塊滑離滑板的臨界條件.【合作探究 精講點撥】例題：（1）由牛頓第二定律：aA1g4m/s，方向向左；aB13.5m/s2

11、，方向向右。（2）tB11s，SB11.75m，方向向左。（3）t2stB11s，說明B先向左減速然后向右加速直到與A達到相同速度，A運動的位移SA9m（4）B經(jīng)過tB11s后開始向右加速運動，達到v0.5m/s，加速度為aB20.5m/s2，tB21s，則向右運動的位移SB20.25m，方向向右。故在兩者相對運動過程中，B運動的總位移為SBSB1SB21.5m，方向向左。（5）SSASB10.5m，LSxA10.5m（6）LBSB11.75m，xBSB1SB22m（7）WfA1mgSAm(v2v12)36J，WfB1mg2(mgMg)SB11mg2(mgMg)SB2M(v2v22)12J，W

12、fWfAWfB48J。（8）QAB1mgSA(1mgSB)1mgxA42J，QB2(mgMg)SB12(mgMg)SB2)2(mgMg)xB6J（9）示意圖及vt圖象如下：SB1ABABASB2SASSBv/ms1t/sO8.50.5-3.5124.5練習(xí)：（1）設(shè)零件向右運動距離x時與操作板分離，此過程歷經(jīng)時間為t，此后零件在工作臺上做勻減速運動直到A孔處速度減為零，設(shè)零件質(zhì)量為m，操作板長為L，取水平向右為正方向，對零件，有：分離前：1mgma1，分離后：2mgma2，且xa1t2 以后做勻減速運動的位移為：x對操作板，有：xat2聯(lián)立以上各式解得：a，代入數(shù)據(jù)得：a2m/s2（2）將a2

13、m/s2，L2m代入a1t2at2，解得：ts操作板從A孔左側(cè)完全運動到右側(cè)的過程中，動能的增加量Ek1M()2=12J零件在時間t內(nèi)動能的增加量Ek2m(1gt)2=J 零件在時間t內(nèi)與操作板摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Q11mg0.25J根據(jù)能量守恒定律，電動機做功至少為WEk1Ek2Q112J12.33J【針對訓(xùn)練】1.A 解析：選取A為研究對象，根據(jù)動能定理可知，說法正確；選取物體A、B組成的系統(tǒng)為研究對象，只有拉力F對其做正功，所以說法正確。本題答案為A。 2、ACD解析：從圖中可以看出,滑塊與木板始終沒有達到共同速度,所以滑塊與木板間始終存在相對運動;又因木板的加速度較大,所以滑塊的質(zhì)量大于木板

14、的質(zhì)量;因在t1時刻以后,滑塊和木板都做勻速運動,所以在t1時刻滑塊從木板上滑出所以選項A、C、D正確3、BD 解析：水平力對物塊做功F(x+L)，此時物塊的動能小于F(x+L)，選項A錯誤；摩擦力f對小車做功fx，由動能定理可知，此時小車的動能為fx。選項B正確。這一過程中，物塊和小車增加的機械能為F(x+L)-fL，選項C錯誤。這一過程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為fL，選項D正確。4、D 解析：F1、F2等大反向，兩物體構(gòu)成系統(tǒng)的總動量守恒，但由于F1、F2分別做功，故該系統(tǒng)機械能并不守恒，A錯；F1、F2為等大的恒力，m1、m2在兩拉力作用下先由靜止分別向左向右做加速運動，但隨著彈簧伸長量的

15、增大，彈力f也增大，當(dāng)F1= f （F2= f）時，m1、m2速度最大，之后F1= F2f，m1、m2同時再減速運動，當(dāng)同時達到速度為零后，又反向運動，這時F1、F2又再做負(fù)功，故系統(tǒng)的動能并不一直增加，其機械能也并不一直增大，故B、C錯，只有D正確。5、BCD 解析：處理本題的關(guān)鍵是對物體進行受力分析和運動過程分析，使用圖象處理則可以使問題大大簡化。對A、B在水平方向受力分析如圖所示，F(xiàn)1為彈簧的拉力；當(dāng)加速度大小相同為a時，對A有F-F1=ma，對B有F1=ma，得F1=F/2，在整個過程中A的合力（加速度）一直減小而B的合力（加速度）一直增大，在達到共同加速度之前A的合力（加速度）一直大

16、于B的合力（加速度），之后A的合力（加速度）一直小于B的合力（加速度）。兩物體運動的v-t圖象如圖所示，tl時刻，兩物體加速度相等，斜率相同，速度差最大，t2時刻兩物體的速度相等，A速度達到最大值，兩實線之間圍成的面積有最大值即兩物體的相對位移最大，彈簧被拉到最長；除重力和彈簧彈力外其它力對系統(tǒng)正功，系統(tǒng)機械能增加，tl時刻之后拉力依然做正功，即加速度相等時，系統(tǒng)機械能并非最大值。綜上可知，選項BCD正確。6、解析：由牛頓運動定律可知，物塊放上小車后加速度為：a1=g=2m/s2，小車的加速度為：a2=（F-mg）/M=0.5m/s2，又據(jù)運動學(xué)公式得：v1=a1t，v2=v0+a2t，令v1

17、=v2，解得t=2s，可見，物塊放上小車2s后就一起運動。設(shè)前2s時間為t1，后1s時間為t2，則物塊在時間t1內(nèi)做加速度為a1的勻加速運動，在時間t2內(nèi)同小車一起做加速度為a3的勻加速運動。以二者所成系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)牛頓運動定律，由F=（M+m）a3，代入數(shù)據(jù)，解得：a3=0.8m/s2。又根據(jù)運動學(xué)公式得，物塊3s末的速度為：v3=a1t1+a3t2=4.8m/s，根據(jù)動能定理可得，故摩擦力對物塊做功為：W=。7、解析：（1）由圖象可看出當(dāng)F1N時，B物體在A板上的路程始終等于板長L，當(dāng)F1N時，剛好不從A板右端掉下，此后A和B一起相對靜止并加速運動。設(shè)B物體的加速度為a2，A板的加速

18、度為a1，分別由牛頓第二定律：m2gm2a2 ，F(xiàn)m2gm1a1設(shè)B運動的位移為S2，A運動的位移為S1，經(jīng)過t時間兩者速度均為v，根據(jù)運動學(xué)公式：SBt ，SAt ，vv0a2ta1tB在A上相對A向右運動的路程SSBSA聯(lián)立解得：S，將F1N，S1m代入，解得：v04m/s（2）分析可知，當(dāng)1NFF1時，隨著F力增大，S減小，當(dāng)FF1時，出現(xiàn)S突變，說明此時A、B在達到共同速度后，恰好再次發(fā)生相對運動，B將會從A板左端掉下。對A、B恰好發(fā)生相對運動時，B的加速度為a2，則整體加速度也為a2，由牛頓第二定律：F1(m1m2)a2，解得F13N（3）此時B在A上運動的路程為S1m當(dāng)FF1時，物體B在A板上的路程為B相對A向右運動的路程的兩倍。故當(dāng)FF2時，將S0.5S1，解得：F29N8、解析：設(shè)小滑塊受平板車的滑動摩擦力大小為f，經(jīng)時間t后與平板車相對靜止，則（2分）v0=at（2分）f=ma（2分）（2分） 聯(lián)立解得 （2分）9、解析：（1）對 解得：設(shè)拉力F的作用時間為t，則m的位移 對 解得：M的位移： 解得：t=1s,x=1.5m拉力F做的功：W=Fx=9J （2）撤去力F時，物塊m和長木板的速度v和=3m/s =1m/s 此后，物塊m減速，M加速，設(shè)經(jīng)過時間為，共同速度為對 對 解得： m和M一起減速，直到靜止。設(shè)位移為對m和M： 解得：木板M的位移：=2.25m