滑块—滑板模型.doc
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1、高三物理专题复习: 滑块滑板模型典型例题:例1.如图所示,在粗糙水平面上静止放一长L质量为M=1kg的木板B,一质量为m=1Kg的物块A以速度滑上长木板B的左端,物块与木板的摩擦因素1=0.1、木板与地面的摩擦因素为2=0.1,已知重力加速度为g=10m/s2,求:(假设板的长度足够长)(1)物块A、木板B的加速度;(2)物块A相对木板B静止时A运动的位移;(3)物块A不滑离木板B,木板B至少多长?考点: 本题考查牛顿第二定律及运动学规律考查:木板运动情况分析,地面对木板的摩擦力、木板的加速度计算,相对位移计算。 解析:(1)物块A的摩擦力:A的加速度: 方向向左木板B受到地面的摩擦力:故木板
2、B静止,它的加速度(2)物块A的位移: (3)木板长度:拓展1.在例题1中,在木板的上表面贴上一层布,使得物块与木板的摩擦因素3=0.4,其余条件保持不变,(假设木板足够长)求:(1)物块A与木块B速度相同时,物块A的速度多大?(2)通过计算,判断AB速度相同以后的运动情况;(3)整个运动过程,物块A与木板B相互摩擦产生的摩擦热多大?考点:牛顿第二定律、运动学、功能关系考查:木板与地的摩擦力计算、AB是否共速运动的判断方法、相对位移和摩擦热的计算。解析:对于物块A: 1分 加速度: 1分对于木板: 1分加速度: 1分物块A相对木板B静止时,有: 解得运动时间: 1分 (2)假设AB共速后一起做
3、运动, 物块A的静摩擦力: 1分 所以假设成立,AB共速后一起做匀减速直线运动。 1分(3)共速前A的位移: 木板B的位移:所以: 拓展2:在例题1中,若地面光滑,其他条件保持不变,求:(1)物块A与木板B相对静止时,A的速度和位移多大?(2)若物块A不能滑离木板B,木板的长度至少多大?(3)物块A与木板B摩擦产生的热量多大?考点: 动量守恒定律、动能定理、能量守恒定律考查:物块、木板的位移计算,木板长度的计算,相对位移与物块、木板位移的关系,优选公式列式计算。解析:(1)A、B动量守恒,有: 解得:(2)由动能定理得:对A: 对B: 又: 解得:(3)摩擦热:拓展3:如图所示,光滑的水平面上
4、有两块相同的长木板A和B,长度均为L=0.5m,在B的中间位置有一个可以看作质点的小铁块C三者的质量都为m=1kg,C与A、B间的动摩擦因数均为u=0.5.现在A以速度va=6m/s向右运动并与B相碰,碰撞时间极短,碰后AB粘在一起运动,而C可以在B上滑动g=10m/s2, 求: (1)A、B碰撞后B的速度 (2)小铁块C最终距长木板A左端的距离. (3)整个过程系统损失的机械能。 考点: 动量守恒定律、动能定理、能量守恒定律考查:对多物体、多过程问题的正确分析,选择合适的规律列表达式,准确书写出表达式。解析:(1)与B碰后,速度为v1,由动量守恒定律得mv0=2mv1 (2分)A、B、C的共
5、同速度为v2,由动量守恒定律有mv0=3mv2 (1分)小铁块C做匀加速运动: (1分)当达到共同速度时: (1分) (1分)对A、B整体, (1分) (1分)小铁块C距长木板A左端的距离: (1分)(3)小铁块C在长木板的相对位移: 系统损失的机械能:拓展4例5.在例题1中,若地面光滑,长木板的上表面的右端固定一根轻弹簧,弹簧的自由端在Q点,Q点右端表面是光滑的,Q点到木板左端的距离L= 0.5 m,其余条件保持不变,求:(1)弹簧的最大弹性势能多大?(2)要使滑块既能挤压弹簧,又最终没有滑离木板,则物块与木板的动摩擦因素的范围。(滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性限度内)考点:动量守恒定
6、律、功能关系、能量守恒定律考查:正确理解弹性势能最大的意思,准确找出临界条件,准确书写出相应的方程。解析:(1)A、B动量守恒,有: 解得:设最大弹性势能为EP,由能量守恒定律得:解得:(2)要使滑块A挤压弹簧,及A、B共速且恰好运动到Q点时,有:解得:要使滑块最终没有滑离木板B,即A、B共速且物块恰好运动到木板B的最左端时,有:解得:所以:变式训练,巩固提升:考查:对知识的迁移、应用,培养能力1.如图所示,一平板小车静止在光滑的水平地面上,车上固定着半径为R=0.7m的四分之一竖直光滑圆弧轨道,小车与圆弧轨道的总质量M为2kg,小车上表面的AB部分是长为1.0m的粗糙水平面,圆弧与小车上表面
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