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滑块滑板模型专题全解
专题四: 滑块与滑板相互作用模型
【模型分析】
1、相互作用:滑块之间的摩擦力分析
2、相对运动:具有相同的速度时相对静止。两相互作用的物体在速度相同,但加速度不相同时,两者之间同样有位置的变化,发生相对运动。
3、通常所说物体运动的位移、速度、加速度都是对地而言的。在相对运动的过程中相互作用的物体之间位移、速度、加速度、时间一定存在关联。它就是我们解决力和运动突破口。
4、求时间通常会用到牛顿第二定律加运动学公式或动量定理:应用动量定理时特别要注意条件和方向,最好是对单个物体应用动量定理求解。
5、求位移通常会用到牛顿第二定律加运动学公式或动能定理,应用动能定理时研究对象为单个物体或可以看成单个物体的整体。另外求相对位移时:通常会用到系统能量守恒定律。
6、求速度通常会用到牛顿第二定律加运动学公式或动能定理或动量守恒定律:应用动量守恒定律时要特别注意系统的条件和方向。
[经典范例] 如图所示,质量为M=4 kg的木板长L=1.4 m,静止放在光滑的水平地面上,其右端静置一质量为m=1 kg 的小滑块(可视为质点),小滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,今用水平力F=28 N向右拉木板.要使小滑块从木板上掉下来,力F作用的时间至少要多长?(不计空气阻力,取g=10 m/s2)
[针对训练] 如图所示,质量M=4.0 kg的长木板B静止在光滑的水平地面上,在其右端放一质量m=1.0 kg的小滑块A(可视为质点).初始时刻,A、B分别以v0=2.0 m/s向左、向右运动,最后A恰好没有滑离B板.已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.40,取g=10 m/s2.求:
(1)A、B相对运动时的加速度aA和aB的大小与方向;
(2)A相对地面速度为零时,B相对地面运动已发生的位移大小x;
(3)木板B的长度l.
1、如图所示,在光滑水平面上有一小车A,其质量为小车上放一个物体B,其质量为,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,F′的最大
2.如图所示,质量M=8 kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力F=8 N,当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2 kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数=0.2,小车足够长(取g=l0 m/s2)。求(1)小物块放后,小物块及小车的加速度大小各为多大?
(2)经多长时间两者达到相同的速度?
(3)从小物块放上小车开始,经过t=1.5 s小物块通过的位移大小为多少? 3.如图所示,一块质量为M,长为L的均质板放在很长的光滑水平桌面上,板的左端有一质量为m的小物体(可视为质点),物体上连接一根很长的细绳,细绳跨过位于桌边的定滑轮.某人以恒定的速率v向下拉绳,物体最多只能到达板的中点,而板的右端尚未到达桌边定滑轮处.试求:
(1)物体刚达板中点时板的位移.
(2)若板与桌面之间有摩擦,为使物体能达到板的右端,板与桌面之间的动摩擦因数的范围是多少?
4.如图所示,质量为M,长度为L的长木板放在水平桌面上,木板右端放有一质量为m长度可忽略的小木块,木块与木板之间、木板与桌面之间的动摩擦因数均为。开始时木块、木板均静止,某时刻起给木板施加一大小恒为F方向水平向右的拉力。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)要把长木板从小木块下拉出,拉力F应满足的条件。
(2)若拉力F=5(m+M)g,求从开始运动到木板从小木块下被拉出所经历的时间。
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