《3.13牛顿第二定律的应用(十)滑板-滑块问题》由会员分享,可在线阅读,更多相关《3.13牛顿第二定律的应用(十)滑板-滑块问题(5页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、3.13牛顿第二定律的应用(十)滑板-滑块问题(教案) 滑块滑板类问题的实质是牛顿运动定律与运动学等知识的综合问题,求解时应先仔细审题,清楚题目的含义、分析清楚每一个物体的受力情况、运动情况 -1.处理滑块与滑板类问题的基本思路与方法是什么?判断滑块与滑板间是否存在相对滑动是思考问题的着眼点.方法有整体法隔离法、假设法等.即先假设滑块与滑板相对静止,然后根据牛顿第二定律求出滑块与滑板之间的摩擦力,再讨论滑块与滑板之间的摩擦力是不是大于最大静摩擦力. 2.滑块与滑板存在相对滑动的临界条件是什么?(1)运动学条件:若两物体速度和加速度不等,则会相对滑动.(2)动力学条件:假设两物体间无相对滑动,先
2、用整体法算出一起运动的加速度,再用隔离法算出其中一个物体所需要的摩擦力f;比较f与最大静摩擦力fm的关系,若ffm,则发生相对滑动.3.滑块滑离滑板的临界条件是什么?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4.因题目所给的情境中至少涉及两个物体、多个运动过程,并且物体间还存在相对运动,所以:(1)应准确求出各物体在各运动过程的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变);(2)找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口(3)求解中更应注意联系两个过程的纽带,每一个过程的末速度是下一个过程的初速度3.13牛顿第二定律的应用(十)滑板
3、-滑块问题(讲义)例1.如图所示,一足够长的木板B静止在水平地面上,有一小滑块A以v02 m/s的水平初速度冲上该木板已知木板质量是小滑块质量的2倍,木板与小滑块间的动摩擦因数为10.5,木板与水平地面间的动摩擦因数为20.1,求小滑块相对木板滑行的位移是多少?(g取10 m/s2) 例2.如图所示,质量M8 kg的长木板放在光滑的水平面上,在长木板左端加一水平恒推力F8 N,当长木板向右运动的速度达到1.5 m/s时,在长木板前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m2 kg的小物块,物块与长木板间的动摩擦因数0.2,长木板足够长(g10 m/s2) (1)小物块放后,小物块及长木板的加速度各为多
4、大? (2)经多长时间两者达到相同的速度? (3)从小物块放上长木板开始,经过t1.5 s小物块的位移大小为多少? 例3. (2011山东卷24)如图所示,在高出水平地面h1.8 m的光滑平台上放置一质量M2 kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度l10.2 m且表面光滑,左段表面粗糙在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量m1 kg,B与A左段间动摩擦因数0.4.开始时二者均静止,现对A施加F20 N水平向右的恒力,待B脱离A(A尚未露出平台)后,将A取走B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x1.2 m(取g10 m/s2)求: (1)B离开平台时的速度vB. (2)B从开
5、始运动到刚脱离A时,B运动的时间tB和位移xB. (3)A左段的长度l2. 3.13牛顿第二定律的应用(十)滑板-滑块问题(参考答案)例1.答案:m 解析:设滑块的质量为m,木板的质量为2m,小滑块的加速度为a1,木板的加速度为a2,以小滑块为研究对象,由牛顿第二定律得: 1mgma1, 即a11g5 m/s2. 经t s,设木板与小滑块相对静止,共同速度为 v, 则:vv0a1t. 以木板为研究对象,由牛顿第二定律得:1mg23mg2ma2,a21 m/s2.则经t s木板的速度为:va2t,所以,a2tv0a1t,t s.则小滑块相对木板滑行的位移为:xa2t2m.例2.答案:(1)2 m
6、/s2;0.5 m/s2(2)1 s(3)2.1 m 解析:(1)物块的加速度amg2 m/s2 长木板的加速度aM0.5 m/s2.(2)由amtv0aMt可得t1 s.(3)在开始1 s内小物块的位移:x1amt21 m 1 s末速度为vamt2 m/s在接下来的0.5 s物块与长木板相对静止,一起做加速运动且加速度为a0.8 m/s2这0.5 s内的位移为x2vtat21.1 m 通过的总位移xx1x22.1 m.例3. 答案: (1)2 m/s(2)0.5 s0.5 m(3)1.5 m 解析: (1)设物块平抛运动的时间为t,由运动学知识可得hgt2xvBt联立式,代入数据得vB2 m/s. (2)设B的加速度为aB,由牛顿第二定律和运动学的知识得mgmaBvBaBtBxBaBt联立式,代入数据得tB0.5 sxB0.5 m(3)设B刚开始运动时A的速度为a1,由动能定理得Fl1Mv设B运动后A的加速度为vA,由牛顿第二定律和运动学的知识得FmgMaAl2xBv1tBaAt 联立式,代入数据得 l21.5 m.5