高考物理滑块木板模型问题分析

1、v1.0可编辑可修改滑块一木板模型的动力学分析在高三物理复习中，滑块一木板模型作为力学的基本模型经常出现，是对一轮复习中直线运动和牛顿运动定律有关知识的巩固和应用。这类问题的分析有利于培养学生对物理情景的想象能力，为后面动量和能量知识的综合应用打下良好的基础。滑块一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间的静摩擦力加速），A B一起加速的最大加速度由 A决定。

2、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：4=（醒+2附/ = 3目附g变式1例1中若拉力F作用在A上呢如图2所示。v1.0可编辑可修改卬怩 1% = 一四解答：木板B能获得的最大加速度为：2加 2.A、B一起加速运动时，拉力 F的最大值为: n 3鼻二+2的）叼二不尹Mg16（认为最大静摩擦变式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 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。1t加州宫一,川又子即归 1/ =解答：木板B能获得的最大加速度为：=g设A、B 一起加速运动时，拉力 F的最大值为Fm,则:2m 4解得:例

3、2如图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1. 5m/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始经t=1. 5s通2过的位移大小。（g取10m/s ）解答：物体放上后先加速：31=（1 g=2m/s2v1.0可编辑可修改此时小车的加速度为:当小车与物体达到共同速度时:v 共=ait i=vo+a2t i解得：ti=1s,v 共=2m/s以后物体与小车相对静止:Fc 口耀十必（的,，物体不会落后于小车）物体在t=1. 5s内通过的位移为:s=2 a

4、it i2+v 共（tti）+/a3（tti） 2=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、长度土匀为L=1. 5m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=0. 2, 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开始运动，经过一段时间A、B相碰，碰后立刻达到共同速度，C瞬间速度不变，但 A B并不粘连，求：经过时间t=10s时A、R C的速度分别为多少（已知重力加速度g=10m/s2）图4硝二氏叁曳士通二1

5、陋/解答：假设力F作用后A、C一起加速，则：河十解 3% =两逅-内阳+啕而A能获得的最大加速度为：网v1.0可编辑可修改.假设成立在A、C滑彳T 6m的过程中：十二vi=2m/sA B相碰过程，由动量守恒定律可得：mv=2mv，V2=1m/s曲产i蝇=o此后A C相对滑动：，故C匀速运动；也匀速运动。设经时间t 2, C从A右端滑下：vit 2 v2t 2=L - t 2=1 . 5s然后A、B分离，A减速运动直至停止：3a=(12g=1m/s2,向左= 故 t=10s 时，va=0.C在B上继续滑动，且 C匀速、B加速：aB=ao=1m/s2设经时间t4, C. B速度相等：Hi*叫*/.

6、t4=1sAs =邛+- 嶙+4= L此过程中，C. B的相对位移为：之，故C没有从B的右端滑下。v1.0可编辑可修改然后C. B 一起加速，加速度为ai,加速的时间为：= H冒=r= 2.5m/s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 凸二，在木板的左端放置一个质量n=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数，”一0 4,取g=10m/s：试求：(1)若木板长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)若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,通过分析和计算后，请在图6中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小变化的图象。(设木板足够长)21I1.4，il工工.0246 S 10 12 14 FN图6v1.0可编辑可修改（解答略）答案如下：（1） t=1s（2）当FW自（册+助）目=2 n时，a、B相对静止且对地静止，f2=F;当2N6N时，A B发生相对滑动，入二岸济3g = 4 N.画出f2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，无论物体的运动情景如何复杂，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,若两个物体的初速度不同， 则