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高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 微專題23 動力學(xué)中的滑塊 木板模型問題

  • 資源ID:11848716       資源大小:143KB        全文頁數(shù):3頁
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高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 微專題23 動力學(xué)中的滑塊 木板模型問題

動力學(xué)中的滑塊 木板模型問題1考點(diǎn)及要求:(1)滑動摩擦力和靜摩擦力();(2)勻變速直線運(yùn)動的公式();(3)牛頓運(yùn)動定律().2.方法與技巧:(1)分析滑塊和木板的受力情況:整體法、隔離法仍是基本的研究方法,依據(jù)牛頓第二定律求解加速度;(2)分析滑塊和木板的運(yùn)動情況:找出滑塊和木板之間的位移關(guān)系或速度關(guān)系1. (滑塊木板模型問題的運(yùn)動分析)如圖1所示,一足夠長的木板靜止在光滑水平面上,一物塊靜止在木板上,木板和物塊間有摩擦現(xiàn)用水平力向右拉木板,當(dāng)物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運(yùn)動時,撤掉拉力,此后木板和物塊相對于水平面的運(yùn)動情況為()圖1A物塊先向左運(yùn)動,再向右運(yùn)動B物塊向右運(yùn)動,速度逐漸減小,直到做勻速運(yùn)動C木板向右運(yùn)動,速度逐漸減小,直到做勻速運(yùn)動D木板和物塊的速度都逐漸減小,直到為零2(滑塊木板模型問題的綜合分析)如圖2所示,一質(zhì)量為M10 kg,長為L2 m的薄木板放在水平地面上,已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)為10.1,在此木板的右端還有一質(zhì)量為m4 kg的小物塊,且視小物塊為質(zhì)點(diǎn),木板厚度不計今對木板突然施加一個F54 N的水平向右的拉力,g10 m/s2.圖2(1)若木板上表面光滑,則小物塊經(jīng)多長時間將離開木板?(2)若小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為,小物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為2,小物塊相對木板滑動一段時間后離開木板繼續(xù)在地面上滑行,且對地面的總位移x3 m時停止滑行,求值3如圖3所示,在光滑的水平面上有一個質(zhì)量為M的木板B處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)有一個質(zhì)量為m的木塊A在木板B的左端以初速度v0開始向右滑動,已知M>m,用和分別表示木塊A和木板B的圖像,在木塊A從木板B的左端滑到右端的過程中,下面關(guān)于速度v隨時間t、動能Ek隨位移x的變化圖像,其中可能正確的是()圖34如圖4所示,質(zhì)量均為m的木塊A和木板B疊放在水平桌面上,A光滑且位于B的最右端,B與地面間的動摩擦因數(shù)為,水平力Fmg作用在B上,A、B以2 m/s的共同速度沿水平面向右勻速運(yùn)動,0.2 s后F加倍(g10 m/s2)圖4(1)試求的值;(2)若B足夠長,求0.4 s時A、B的速度,并在乙圖中作出0.20.4 s A、B運(yùn)動的vt圖像答案解析1C由于物塊運(yùn)動過程中與木板存在相對滑動,且始終相對木板向左運(yùn)動,因此木板對物塊的摩擦力向右,所以物塊相對地面向右運(yùn)動,且速度不斷增大,直至相對靜止而做勻速直線運(yùn)動,選項A、B錯誤;由牛頓第三定律可知,木板受到物塊給它的向左的摩擦力作用,木板的速度不斷減小,直到兩者相對靜止,而做勻速直線運(yùn)動,選項C正確;由于水平面光滑,所以木板和物塊不會停止,選項D錯誤2(1)1 s(2)解析(1)對木板受力分析,由牛頓第二定律得:F1(Mm)gMa,由運(yùn)動學(xué)公式得Lat2,代入數(shù)據(jù)解得:t1 s.(2)對小物塊:在木板上時mgma1,在地面上時2mgma2,設(shè)小物塊從木板上滑下時的速度為v1,小物塊在木板上和地面上的位移分別為x1、x2,則:2a1x1v,2a2x2v,并且滿足xx1x23 m,解得x12 m設(shè)小物塊在木板上滑行時間為t1,則x1a1t,對木板:Fmg1(Mm)gMa3,木板對地面的位移xa3t,xx1L,解得.3D木塊滑上木板,A做勻減速直線運(yùn)動,B做勻加速直線運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律得,aAg,aB,已知M>m,則aA>aB.vt圖像中圖線斜率的絕對值大于圖線斜率的絕對值,故A、B錯誤;根據(jù)動能定理得,對A有:mgxEkEk0,則EkEk0mgx.對B有:mgxEk,從動能定理的表達(dá)式可知,木塊和木板Ek與x圖線斜率的絕對值應(yīng)相等故C錯誤,D正確4(1)0.5(2)2 m/s4 m/s見解析圖解析(1)在00.2 s內(nèi)A、B做勻速直線運(yùn)動,分析B,根據(jù)平衡條件有:F2mg,又Fmg,代入數(shù)據(jù)解得0.5.(2)0.20.4 s,A運(yùn)動狀態(tài)不變(vA2 m/s),繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動,B做勻加速運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律得,2F2mgma,代入數(shù)據(jù)解得a10 m/s2.04 s時B的速度vv0at2 m/s100.2 m/s4 m/s,A、B兩物體的vt圖像如圖所示

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