高考物理滑块木板模型问题分析.doc
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1、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 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、
2、B一起 加速的最大加速度由 A决定。 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中若拉力 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: 。 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,则: 解得: 例 2 如图 3所示,质量 M=8kg的小车放在光滑的水平 面
3、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 通过的位移大小。( g取 10m/s2) 解答: 物体放上后 先加速: a1= g=2m/s2 此时小车的加速度为: 当小车与物体达到共同速度时: v 共 =a1t1=v0+a2t1 解得: t1=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) 物体在 t=1 5s内通过的位移为 : s= a1t12+v 共 ( t t1) + a3( t t
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