2020-2021学年高中物理第四章牛顿运动定律专题强化滑块—木板模型和传.pdf
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高中物理学案大全,高考学案大全专题强化滑块—木板模型和传送带模型[学科素养与目标要求]科学思维:1.能正确运用牛顿运动定律处理滑块—木板模型。2.会对传送带上的物体进行受力分析,能正确解答传送带上的物体的运动问题.一、滑块—木板模型1.模型概述:一个物体在另一个物体上发生相对滑动,两者之间有相对运动.问题涉及两个物体、多个过程,两物体的运动时间、速度、位移间有一定的关系.2.常见的两种位移关系滑块从木板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和木板向同一方向运动,则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度;若滑块和木板向相反方向运动,则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度.3.解题方法(1)搞清各物体初始状态对地的运动和物体间的相对运动,确定物体间的摩擦力方向.(2)分别隔离两物体进行受力分析,准确求出各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变).(3)找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口.求解中应注意联系两个过程的纽带,即每一个过程的末速度是下一个过程的初速度.例1(2018·湘潭市模拟)如图1所示,物块A、木板B的质量均为m=10kg,不计A的大小,木板B长L=3m.开始时A、B均静止.现使A以水平初速度v从B的最左端开始运动.已知A与B、B与水平0面之间的动摩擦因数分别为μ=0。3和μ=0。1,g取10m/s2。若A刚好没有从B上滑下来,则A的12初速度v为多大?0图1答案见解析解析分别对物块A、木板B进行受力分析可知,A在B上向右做匀减速运动,设其加速度大小为a,1则有高中物理学案大全,高考学案大全a=错误!=3m/s21木板B向右做匀加速运动,设其加速度大小为a,则有2a=错误!=1m/s22由题意可知,A刚好没有从B上滑下来,则A滑到B最右端时的速度和B的速度相同,设为v,则有时间关系:t=错误!=错误!位移关系:L=错误!-错误!解得v=2错误!m/s。0针对训练1如图2所示,厚度不计的薄板A长l=5m,质量M=5kg,放在水平地面上.在A上距右端x=3m处放一物体B(大小不计),其质量m=2kg,已知A、B间的动摩擦因数μ=0.1,A与地面间的1动摩擦因数μ=0.2,原来系统静止.现在板的右端施加一大小恒定的水平向右的力F=26N,将A从B2下抽出.g=10m/s2,求:图2(1)A从B下抽出前A、B的加速度各是多大;(2)B运动多长时间离开A。答案(1)2m/s21m/s2(2)2s解析(1)对于B由牛顿第二定律可得:μmg=ma1B解得a=1m/sB2对于A由牛顿第二定律可得:F-μmg-μ(m+M)g=Ma12A解得a=2m/sA2(2)设经时间t抽出,则x=错误!atAA2x=错误!atBB2Δx=x-x=l-xAB解得t=2s。二、传送带模型1.传送带的基本类型高中物理学案大全,高考学案大全一个物体以初速度v(v≥0)在另一个匀速运动的物体上运动的力学系统可看成传送带模型.传送带模型00按放置方向分为水平传送带和倾斜传送带两种,如图3所示.图32.水平传送带(1)当传送带水平转动时,应特别注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化.(2)求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断.静摩擦力达到最大值,是物体恰好保持相对静止的临界状态;滑动摩擦力只存在于发生相对运动的物体之间,因此两物体的速度相同时,滑动摩擦力要发生突变(滑动摩擦力变为零或变为静摩擦力).3.倾斜传送带(1)对于倾斜传送带,除了要注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化外,还要注意物体与传送带之间的动摩擦因数与传送带倾角的关系.①若μ≥tanθ,且物体能与传送带共速,则共速后物体做匀速运动;②若μ〈tanθ,且物体能与传送带共速,则共速后物体相对于传送带做匀变速运动.(2)求解的关键在于根据物体和传送带之间的相对运动情况,确定摩擦力的大小和方向.当物体的速度与传送带的速度相等时,物体所受的摩擦力有可能发生突变.例2(2019·湖南师大附中高一上学期期末)如图4所示,水平传送带以不变的速度v=10m/s向右运动,将工件轻轻放在传送带的左端,由于摩擦力的作用,工件做匀加速运动,经过时间t=2s,速度达到v;再经过时间t′=4s,工件到达传送带的右端,g取10m/s2,求:图4(1)工件在水平传送带上滑动时的加速度的大小;(2)工件与水平传送带间的动摩擦因数;(3)工件从水平传