1、x2x1LF云和课堂:牛顿运动定律巧解滑块-滑板模型(第一课时)综述及计算题 王海桥 12.101模型特点:上、下叠放两个物体,并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动2建模指导:基本思路:(1)受力分析,根据牛顿第二定律分 别求出滑块和木板的加速度;(2)运动状态分析,找出位移关系,速度关系,建立方程 (特别注意位移都是相对地面的位移).3两种位移关系:(相对滑动的位移关系) 滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中,若滑 块和滑板同向运 动,位移之差等于板 长;反向运动时,位移之和等于板 长4.滑块与滑板间 是否 发生相对滑动的判断方法(1).动力学条件判断法:分析滑块滑板间的摩擦力是否为滑
2、动摩擦力 。 若为静摩擦力,则两者之间无相 对滑动;若为滑动摩擦力,则两者之间 有相对滑动。(2).运动学条件判断法:求出不受外力 F 作用的物体的最大临界加速度 amax,若滑块与滑板整体的加速度 a 满足条件二者之间就不发生相对滑动, (3).滑块滑离滑板的临界条件当滑板的长度一定时,滑块可能从滑板滑下,恰好滑到滑板的 边缘达到共同速度是滑块滑离滑板的临界条件.【例 1】如图所示,m1 =40kg 的木板在无摩擦的地板上,木板上又放 m2 =10kg 的石块,石 块与木板间的动摩擦因素 =0.6。试问:(1)当水平力 F=50N 时,石块与木板间有无相对滑动?(2)当水平力 F=100N
3、时,石块与木板间有无相对滑动?(g=10m/s )此时 m 的加速度为多大?【例 2】.如图所示,在光滑水平面上有一小 车 A,其 质量为 mA=2.0kg,小车上放一个物体B,其质量为 mB=1.0kg,如图(1 )所示 给 B 一个水平推力 F,当 F 增大到稍大于 3.0N时,A、B 开始相对滑动如果撤去 F,对 A 施加一水平推力 F,如图(2)所示,要使 A、B 不相对滑动,求 F的最大值 Fm【例 3】木板 M 静止在光滑水平面上,木板上放着一个小滑块 m,与木板之间的动摩擦因数,为了使得 m 能从 M 上滑落下来,求下列情况下力 F 的大小范 围。(第二课时)选择题及小结【例 2
4、】如图所示,光滑的水平面上静置质量为 M8 kg 的平板小车,在小车左端加一个由零逐渐增大的水平推力 F,一个大小不计、质量为 m2 kg 的小物块放在小车右端上面,小物块与小车间的动摩擦因数 0.2,小车足够长重力加速度 g 取 10 m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法中正确的是( )A当 F 增加到 4 N 时,m 相对 M 开始运动B当 F 增加到 20 N 时,m 相对 M 开始运动C当 F10 N 时,m 对 M 有向左的 2 N 的摩擦力D当 F10 N 时,m 对 M 有向右的 4 N 的摩擦力【例 4】滑块与皮带如图所示,一物体以初速度 V0=10m/s 冲上长度
5、为 SAB=5m 的粗糙斜面,斜面与水平面的夹角 =37,斜面的末端 B 与传送带用光滑弧形相接, 传送 带始终保持 v=2m/s 的速率顺时针运行已知传送带长度 SBC=3m,物体与斜面及传送带间的动摩擦因数均为 =0.5试求:(1)物体在斜面滑动时加速度 a1 的大小;(2)物体刚滑上传送带时加速度 a2 的大小;(3)物体从 A 运动到 C 所用的时间 t分析滑块木板模型问题时应掌握的技巧小结:1分析题中滑块、木板的受力情况,求出各自的加速度2画好运动草图,找出位移、速度、时间等物理量间的关系3知道每一过程的末速度是下一过程的初速度4两者发生相对滑动的条件:(1)摩擦力为滑动摩擦力(2)二者加速度不相等