专题16 滑块、木板组合模型.doc

专题16滑块—木板模型以“滑块-木板”为模型的物理问题,将其进行物理情景的迁移或对其初始条件与附设条件做某些演变、拓展,便构成了许多内涵丰富、情景各异的综合问题。这类问题涉及受力分析、运动分析、动量和功能关系分析,是运动学、动力学、动量守恒、功能关系等重点知识的综合应用。因此“滑块-木板”模型问题已成为高考考查学生知识基础和综合能力的一大热点。滑块—木板类问题的解题思路与技巧:(具体做什么运动);。滑块与木板存在相对运动的临界条件是什么?⑴运动学条件:若两物体速度或加速度不等,则会相对滑动。⑵动力学条件:假设两物体间无相对滑动,先用整体法算出共同加速度,再用隔离法算出其中一个物体“所需要”的摩擦力f;比较f与最大静摩擦力fm的关系,若f>fm,则发生相对滑动;否则不会发生相对滑动。(即两者的位移差或位移和);,计算共同速度和达到共同速度所需要的时间;?当木板的长度一定时,滑块可能从木板滑下,恰好滑到木板的边缘达到共同速度(相对静止)是滑块滑离木板的临界条件。下面我们将“滑块-木板”模型按照常见的四种类型进行分析::如图A是小木块,B是木板,A和B都静止在地面上。A在B的右端,从某一时刻起,B受到一个水平向右的恒力F作用开始向右运动。AB之间的摩擦因数为μ1,B与地面间的摩擦因数为μ2,板的长度L。根据A、B间有无相对滑动可分为两种情况:假设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等,A受到的摩擦力,因而A的加速度。A、B间滑动与否的临界条件为:A、B的加速度相等,即:,亦即:。 ,则A、B间不会滑动。根据牛顿第二定律,运用整体法可求出AB的共同加速度:。 ,则A、B间会发生相对运动。这是比较常见的情况。A、B都作初速为零的匀加速运动,这时:。设A在B上滑动的时间是t,如图所示,它们的位移关系是:即:,由此可以计算出时间t。例1如图所示,质量M=,在长木板的右端放一质量m=(可视为质点),小滑块与长木板之间的动摩擦因数μ=。现用水平横力F=,使小滑块与长木板发生相对滑动,经过t=。小滑块在运动过程中始终没有从长木板上掉下。求:⑴撤去力F时小滑块和长木板的速度分别是多大?[vm=,vM=]MFm⑵运动中小滑块距长木板右端的最大距离是多大?[]例2如图所示,水平地面上一个质量M=、长度L=,在F=,以v0=。某时刻将质量m=(物块可视为质点)轻放在木板最右端。⑴木板与水平面之间的动摩擦因数μ?[]⑵若物块与木板间无摩擦,求物块离开木板所需的时间;[]mFM⑶若物块与木板间有摩擦,且物块与木板间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦因数相等,求将物块放在木板上后,经过多长时间木板停止运动。[4s]例3如图所示,质量为m=5kg的长木板放在水平地面上,在木板的最右端放一质量也为m==