高中物理专题六机械能守恒定律选讲5板块模型
21页1、华东师范大学家教部 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 1mgcos D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
2、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 A、B 系统整体分析A、 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,(mA+mB)gmA+mB华东师范大学家教部 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()A B C D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、3)人从开始起跑至到达小车右端对小车所做的功华东师范大学家教部 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”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)华东师范大学家教部 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
4、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)华东师范大学家教部 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
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