2022年2022年高考物理滑块木板模型问题分析

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载滑块木板模型的动力学分析在高三物理复习中,滑块木板模型作为力学的基本模型常常显现,为对一轮复习中直线运动和牛顿运动定律有关学问的巩固和应用；这类问题的分析有利于培育同学对物理情 景的想象才能, 为后面动量和能量学问的综合应用打下良好的基础；滑块木板模型的常见题型及分析方法如下：例 1 如图 1 所示,光滑水平面上放置质量分别为 m.2m的物块 a 和木板 b,a.b 间的最大静摩擦力为 mg,现用水平拉力 f 拉 b,使 a.b 以同一加速度运动,求拉力 f 的最大值；分析： 为防止运动过程中a 落后于 b（ a不受拉力f 的直接作用, 靠 a.b 间的静摩擦

2、力加速）, a.b一起加速的最大加速度由a 打算；解答： 物块 a 能获得的最大加速度为： a.b 一起加速运动时,拉力f 的最大值为：变式 1 例 1 中如拉力f 作用在 a 上呢？如图2 所示；解答： 木板 b 能获得的最大加速度为：；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载 a.b 一起加速运动时,拉力f 的最大值为：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（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）,使a.b 以同一加速度运动,求拉力f 的最大值；解答： 木板 b 能获得的最大加速度为：设 a.b 一起加速运动时,拉力f 的最大值为fm,就：解得：例 2 如图

3、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f,f=8n,当小车速度达到 15m/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 =0 2,小车足够长,求物体从放在小车上开头经 t =1 5s 通过的位移大小；（ g 取 10m/s2）2解答： 物体放上后先加速：a1=g=2m/s此时小车的加速度为：当小车与物体达到共同速度时：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载v 共=a1t 1=v0+a2t 1解得： t 1=1s, v 共=2m/s以后物体与小车相对静止：（,物体不会落后于小车）22物体在 t =1

4、 5s 内通过的位移为：s=a1t 1 +v 共 （ t t 1） +a3（ t t 1） =2 1m练习 1 如图 4 所示, 在水平面上静止着两个质量均为m=1kg.长度均为l=15m的木板a和 b,a.b 间距 s=6m,在 a 的最左端静止着一个质量为m=2kg 的小滑块c,a.b 与 c 之间的动摩擦因数为 1=02,a.b 与水平地面之间的动摩擦因数为2=0 1；最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力；现在对 c 施加一个水平向右的恒力f=4n,a和 c 开头运动, 经过一段时间 a.b 相碰,碰后马上达到共同速度,c瞬时速度不变,但a.b并不粘连,求：经过2时间 t =10s 时 a

5、.b.c 的速度分别为多少？（已知重力加速度g=10m/s ）解答： 假设力 f 作用后 a.c 一起加速,就：而 a 能获得的最大加速度为：假设成立在 a.c 滑行 6m的过程中： v1=2m/s精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载a.b相碰过程,由动量守恒定律可得：mv1=2mv2 v2=1m/s此后 a.c 相对滑动：,故 c 匀速运动；,故 ab也匀速运动；设经时间 t 2, c从 a 右端滑下： v1t 2 v2t 2=lt 2=1 5s然后 a.b 分别, a 减速运动直至停止：aa=2g=1m/s 2,向左,故 t =10s 时, va=02c在 b上连续滑动,且c 匀

6、速. b 加速： ab=a0=1m/s设经时间t 4 ,cb 速度相等： t 4=1s此过程中, cb 的相对位移为：,故 c没有从 b 的右端滑下；然后 cb 一起加速,加速度为a1,加速的时间为：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载故 t =10s 时, a.b.c 的速度分别为0, 2 5m/s , 2 5m/s 练习 2 如图 5 所示,质量m=1kg 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,在木板的左端放置一个质量m=1kg.大小可以忽视的铁块,铁块与木板精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2间的动摩擦因数,取 g=10m/s,试求：精品学习资料

7、精选学习资料 - - - 欢迎下载（ 1）如木板长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）如在铁块上施加一个大小从零开头连续增加的水平向右的力f,通过分析和运算后,请在图6 中画出铁块受到木板的摩擦力f 2 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） t =1s（ 2）当 fn时, a.b 相对静止且对地静止,f 2=f；当 2n<f 6n时, m.m相对静止,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载当 f>6n 时, a.b 发生相对滑动,n 画出 f 2 随拉力 f 大小变化的图象如图7 所示；从以上几例我们可以看到,无论物体的运动情形如何复杂,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,如两个物体的初速度不同,就两物