專題16 滑塊、木板組合模型

1、專題專題16滑塊滑塊—木板模型木板模型以“滑塊－木板”為模型的物理問題，將其進行物理情景的遷移或?qū)ζ涑跏紬l件與附設條件做某些演變、拓展，便構成了許多內(nèi)涵豐富、情景各異的綜合問題。這類問題涉及受力分析、運動分析、動量和功能關系分析，是運動學、動力學、動量守恒、功能關系等重點知識的綜合應用。因此“滑塊－木板”模型問題已成為高考考查學生知識基礎和綜合能力的一大熱點?；瑝K滑塊—木板類問題的解題思路與技巧：木板類問題的解題思路與技巧：1通過受力分

2、析判斷滑塊和木板各自的運動狀態(tài)（具體做什么運動）通過受力分析判斷滑塊和木板各自的運動狀態(tài)（具體做什么運動）；2判斷滑塊與木板間是否存在相對運動判斷滑塊與木板間是否存在相對運動?；瑝K與木板存在相對運動的臨界條件是什么？⑴運動學條件：若兩物體速度速度或加速度加速度不等，則會相對滑動。⑵動力學條件：假設兩物體間無相對滑動，先用整體法算出共同加速度，再用隔離法算出其中一個物體“所需要”的摩擦力f；比較f與最大靜摩擦力fm的關系，若ffm，則發(fā)生

3、相對滑動；否則不會發(fā)生相對滑動。3計算滑塊和木板的相對位移（即兩者的位移差或位移和）計算滑塊和木板的相對位移（即兩者的位移差或位移和）；4如果滑塊和木板能達到共同速度，計算共同速度和達到共同速度所需要的時間；如果滑塊和木板能達到共同速度，計算共同速度和達到共同速度所需要的時間；5滑塊滑離木板的臨界條件是什么滑塊滑離木板的臨界條件是什么？當木板的長度一定時，滑塊可能從木板滑下，恰好滑到木板的邊緣達到共同速度（相對靜止）是滑塊滑離木板的臨界

4、條件。下面我們將“滑塊－木板”模型按照常見的四種類型進行分析：一木板受到水平拉力一木板受到水平拉力類型一：類型一：如圖A是小木塊，B是木板，A和B都靜止在地面上。A在B的右端，從某一時刻起，B受到一個水平向右的恒力F作用開始向右運動。AB之間的摩擦因數(shù)為μ1，B與地面間的摩擦因數(shù)為μ2，板的長度L。根據(jù)A、B間有無相對滑動可分為兩種情況：假設最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等，A受到的摩擦力，因而A的加速度maxfgmfA11??。A、B間滑

5、動與否的臨界條件為：A、B的加速度相等的加速度相等，即：，亦即：gaA1??aaAB?。2212111])([mgmmgmFg???????1若，則A、B間不會滑動。根據(jù)牛頓第二定律，運gmgmmgmF1221211])([???????用整體法可求出AB的共同加速度：。)(])([21212mmgmmFa?????共二木塊受到水平拉力二木塊受到水平拉力類型二：類型二：如圖A在B的左端，從某一時刻起，A受到一個水平向右的恒力F而向右運動

6、。A和B的受力如圖所示，B能夠滑動的條件是A對B的摩擦力大于地對B的摩擦力即。因此，也fBfFfB?分兩種情況討論：1B不滑動的情況比較簡單，A在B上做勻加速運動，最終滑落。2B也在運動的情況是最常見的。根據(jù)A、B間有無相對運動，又要細分為兩種情形。A、B間滑動與否的臨界條件為：，即：aaAB?()[()]Fmgmmgmmgm???????111112122⑴若，A、B之間有相對滑動，即最常見的()[()]Fmgmmgmmgm?????

7、??111112122“A、B一起滑，速度不一樣一起滑，速度不一樣”，A最終將會從B上滑落下來。A、B的加速度各為：。aFmgmamgmmgmAB?????()[()]???111112122，設A在B上滑動的時間是t，如圖所示，它們的位移關系是：，即：SSLAB??，由此可以計算出時間t。LtaB?221⑵若，A、B之間相對靜止。這時候AB的()[()]Fmgmmgmmgm???????111112122加速度相同，可以用整體法求出它

8、們共同的加速度：。aFmmgmm共????[()]()?21212例4（雙選）（雙選）如圖，在光滑水平面上，放著兩塊長度相同，質(zhì)量分別為M1和M2的木板，在兩木板的左端各放一個大小、形狀、質(zhì)量完全相同的物塊。開始時，各物均靜止，今在兩物體上各作用一水平恒力F1、F2，當物塊和木板分離時，兩木板的速度分別為v1和v2，物體和木板間的動摩擦因數(shù)相同，下列說法正確的是()[BD]A若F1＝F2，M1＞M2，則v1＞v2B若F1＝F2，M1＜M

9、2，則v1＞v2C若F1＞F2，M1＝M2，則v1＞v2D若F1＜F2，M1＝M2，則v1＞v2例5如圖所示，水平面上有一塊木板，質(zhì)量M=4.0kg，它與水平面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.10。在木板的最左端有一個小滑塊（可視為質(zhì)點），質(zhì)量m=2.0kg。小滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ2=0.50。開始時它們都處于靜止狀態(tài)。某時刻起對小滑塊施加一個水平向右的恒力F＝18N，此后小滑塊將相對木板滑動，1.0s后撤去該力。⑴求小滑塊在木板上滑行