高中物理专题六机械能守恒定律选讲5板块模型98211
25页1、.高中物理专题六机械能守恒定律选讲5、板块模型编辑:木板和物块组成的相互作用的系统称为板块模型,该模型涉及到静摩擦力、滑动摩擦力的转化、方向判断等静力学知识,还涉及到牛顿运动定律、运动学规律、动能定理和能量的转化和守恒、动量守恒定律等方面的知识。板块模型是多个物体的多个过程问题,是一个最经典、最基本的模型之一。一、基础篇例1.两个叠在一起的滑块,置于固定的、倾角为的斜面上,如图所示,滑块A、B的质量分别为M、m,A与斜面之间的动摩擦因数为1,B与A之间的动摩擦因数为2,已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下,滑块B受到的摩擦力A等于零B方向沿斜面向上C大小等于1mgcosD大小等于2mgcosBC例2(2011天津第2题)如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力A方向向左,大小不变 B方向向左,逐渐减小C方向向右,大小不变 D方向向右,逐渐减小【解析】:考查牛顿运动定律处理连接体问题的基本方法,简单题。对于多个物体组成的物体系统,若系统内各个物体具有 相同的运动状态,应优先选取整体法分析,再采用隔离法求解。取
2、A、B系统整体分析(mA+mB)gmA+mBA、 B两物块叠放在一起共同向右做匀减速运动,整体根据牛顿第二定律a= =g。B与A具有共同的运动状态,取B为研究对象,根据牛顿第二定律有fAB=mBa=mBg 大小不变,物体B做速度方向向右的匀减速运动,故而加速度方向向左,摩擦力向左;故选A。例3.(新课标理综第21题). 如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2,下列反映a1和a2变化的图线中正确的是()ABCD例4.如图所示,长12m,质量100kg的小车静止在光滑水平地面上一质量为50kg的人从小车左端,以4m/s2加速度向右匀加速跑至小车的右端(人的初速度为零)求:(1)小车的加速度大小;(2)人从开始起跑至到达小车右端所经历的时间;(3)人从开始起跑至到达小车右端对小车所做的功解题注意事项:1.判断动量是否守恒2.抓住初末动量3.抓住临界条件(如“恰好不掉下去”、“停止滑动”“重力势能最大或弹性势能最大”
3、这都意味着共速)解决方法:1.往往是动量守恒定律和能量守恒定律综合应用,尤其是遇到涉及(可能是所求也可能是已知)相对位移,应用能量守恒比较简单2.但求解一个物体对地位移应用动能定理或运动学公式求解例5. 一质量M=0.2kg的长木板静止在水平面上,长木板与水平面间的滑动摩擦因数1=0.1,一质量m=0.2kg的小滑块以v0=1.2m/s的速度从长木板的左端滑上长木板,滑块与长木板间滑动摩擦因数2=0.4(如图所示)求:(1)经过多少时间小滑块与长木板速度相同?(2)从小滑块滑上长木板到最后静止下来的过程中,小滑块滑动的距离为多少?(滑块始终没有滑离长木块) 1.判断动量是否守恒,若不守恒,应用牛顿定律解题 2.对每个物体进行受力分析运动状态分析,画运动简图 3.分别列运动学方程,找两者位移关系速度关系6.(江苏,分)如图所示,平直木板AB 倾斜放置,板上的P 点距A 端较近,小物块与木板间的动摩擦因数由A 到B 逐渐减小先让物块从A 由静止开始滑到B然后,将A 着地,抬高B,使木板的倾角与前一过程相同,再让物块从B 由静止开始滑到A 上述两过程相比较,下列说法中一定正确的有()A.物块
4、从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量,前一过程较少B.物块经过P点的动能,前一过程较小C.物块滑到底端的速度,两次大小相等D.物块从顶端滑到底端的时间,前一过程较长二、高考篇1.一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合,如图所示,已知盘与桌布间的动摩擦因数为1,盘与桌面间的动摩擦因数为2。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?(以g表示重力加速度)2.如图所示,质量M = 1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg,大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数2=0.4,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2。试求:(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端?(2)若在木板(足够长)的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F,请在图中画出铁块受到的摩擦力f随拉力F大小变化的图像,要求有计算过程。3.如图所示,一质量M=2.0kg的长
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