2016年一輪復(fù)習(xí)物理專題專題動(dòng)力學(xué)中的滑塊滑板問題

1、圖12專題專題:動(dòng)力學(xué)中的滑塊動(dòng)力學(xué)中的滑塊—滑板模型滑板模型1、模型特點(diǎn)：、模型特點(diǎn)：上、下疊放兩個(gè)物體，并且兩物體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)上、下疊放兩個(gè)物體，并且兩物體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)2、考點(diǎn)：、考點(diǎn)：“滑塊滑塊木板木板”類問題，具有涉及考點(diǎn)多（運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系等）類問題，具有涉及考點(diǎn)多（運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系等），情境豐富，設(shè)問靈活，解，情境豐富，設(shè)問靈活，解法多樣，思維量高等

2、特點(diǎn)，是一類選拔功能極強(qiáng)的試題，也是新課標(biāo)力學(xué)常考的試題。法多樣，思維量高等特點(diǎn)，是一類選拔功能極強(qiáng)的試題，也是新課標(biāo)力學(xué)?？嫉脑囶}。3、解題思路：、解題思路：（1）動(dòng)力學(xué)關(guān)系）動(dòng)力學(xué)關(guān)系:受力分析注意摩擦的作用是相互的，靈活運(yùn)用整體法和隔離法分析，根據(jù)牛頓第二定律分別求出滑塊和受力分析注意摩擦的作用是相互的，靈活運(yùn)用整體法和隔離法分析，根據(jù)牛頓第二定律分別求出滑塊和木板的加速度；而出現(xiàn)最大加速度時(shí)往往是運(yùn)動(dòng)過程出現(xiàn)臨界轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵點(diǎn)。木

3、板的加速度；而出現(xiàn)最大加速度時(shí)往往是運(yùn)動(dòng)過程出現(xiàn)臨界轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵點(diǎn)。（2）運(yùn)動(dòng)關(guān)系：恰好）運(yùn)動(dòng)關(guān)系：恰好“滑落滑落”或“不滑落不滑落”常為找時(shí)間關(guān)系列位移方程，一般為同向運(yùn)動(dòng)位移差為板長(zhǎng)，反向運(yùn)動(dòng)位移之常為找時(shí)間關(guān)系列位移方程，一般為同向運(yùn)動(dòng)位移差為板長(zhǎng)，反向運(yùn)動(dòng)位移之和為板長(zhǎng)。和為板長(zhǎng)。（3）能量關(guān)系：相互摩擦機(jī)械能損失轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，常用能量守恒）能量關(guān)系：相互摩擦機(jī)械能損失轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，常用能量守恒△E=f△E=f滑X相對(duì)。相對(duì)。（4）區(qū)

4、分選修）區(qū)分選修3535動(dòng)量守恒中的滑塊滑板動(dòng)量守恒中的滑塊滑板:要滿足動(dòng)量守恒必不受外力，一般無外界拉力和地面摩擦力。要滿足動(dòng)量守恒必不受外力，一般無外界拉力和地面摩擦力?！镜淅淅?】1】【臨界問題臨界問題】木板木板M靜止在光滑水平面上，木板上放著一個(gè)小滑塊靜止在光滑水平面上，木板上放著一個(gè)小滑塊m，與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，為了使得，為了使得m能從能從M上滑落下來，求下列兩種情況下力上滑落下來，求下列兩種情

5、況下力F的大小范圍。的大小范圍。方法歸納：是否滑動(dòng)的關(guān)鍵在于是否達(dá)到最大靜摩擦，方法歸納：是否滑動(dòng)的關(guān)鍵在于是否達(dá)到最大靜摩擦，關(guān)鍵在最大靜摩擦及最大加速度判斷比較關(guān)鍵在最大靜摩擦及最大加速度判斷比較【變式一變式一】圖所示，在光滑的水平地面上有一個(gè)長(zhǎng)為圖所示，在光滑的水平地面上有一個(gè)長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為，質(zhì)量為M=4kgM=4kg的木板的木板A，在木板的左端有一個(gè)質(zhì)量為，在木板的左端有一個(gè)質(zhì)量為m=2kgm=2kg的小物的小物體B，A、B之間

6、的動(dòng)摩擦因數(shù)為之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2μ=0.2，當(dāng)對(duì)，當(dāng)對(duì)B施加水平向右的力施加水平向右的力F作用時(shí)作用時(shí)(設(shè)A、B間的最大靜摩擦力大小與滑動(dòng)摩擦間的最大靜摩擦力大小與滑動(dòng)摩擦力大小相等力大小相等)，（1）若）若F=5NF=5N，則，則A、B加速度分別為多大？加速度分別為多大？（2）若）若F=10NF=10N，則，則A、B加速度分別為多大？加速度分別為多大？（3）在（）在（2）的條件下，若力）的條件下，若力F作用時(shí)間作用時(shí)間t=3

7、s=3s，B剛好到達(dá)木板剛好到達(dá)木板A的右端，則木板長(zhǎng)的右端，則木板長(zhǎng)L應(yīng)為多少？應(yīng)為多少？【變式二變式二】【20112011理綜課標(biāo)理綜課標(biāo)I第2121題】如圖，如圖，在光滑水平面上有一質(zhì)量為在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)的木板，其上疊放的足夠長(zhǎng)的木板，其上疊放一質(zhì)量為一質(zhì)量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等。現(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等。現(xiàn)給木塊施加一

8、隨時(shí)間t增大的水平力增大的水平力F=ktF=kt（k是常數(shù)）是常數(shù)），木板和木塊加速度的大小分別為，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2，下列反映，下列反映a1和a2變化的圖線變化的圖線中正確的是（）中正確的是（）【典例典例2】2】【多過程問題多過程問題】【2015【2015全國(guó)課標(biāo)全國(guó)課標(biāo)IIII第2525題】下暴雨時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。下暴雨時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。某地有一傾角為某地有一傾角為

9、θ=37（sin37=）的山坡）的山坡C，上面有一質(zhì)量為，上面有一質(zhì)量為m的石板的石板B，其上下表面與斜坡平行；，其上下表面與斜坡平行；B53上有一碎石堆上有一碎石堆A（含有大量泥土）（含有大量泥土），A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。假設(shè)某次暴雨中，均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。假設(shè)某次暴雨中，A浸透雨水后浸透雨水后FMmmFM變式變式2：【答案答案】（1）a1=3ms2；a2=1ms2；（；（2）4s【解析解析】試題分析：試題分析：本題主

10、要考查牛頓第二定律、勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及多物體多過本題主要考查牛頓第二定律、勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及多物體多過程問題；程問題；(1)在02s內(nèi)，內(nèi)，A和B受力如圖所示受力如圖所示由滑動(dòng)摩擦力公式和力的平衡條件得由滑動(dòng)摩擦力公式和力的平衡條件得:……………⑴………...⑵……………⑶111Nf???cos1mgN?222Nf??……⑷?cos12mgNN??以沿著斜面向下為正方向，設(shè)以沿著斜面向下為正方向，設(shè)A和B的加速度分別為，由牛頓第二定律可

11、得：的加速度分別為，由牛頓第二定律可得：……⑸………⑹11sinmafmg???212sinmaffmg????聯(lián)立以上各式可得聯(lián)立以上各式可得a1=3ms2…………⑺a2=1ms2………………..⑻(2)在t1=2s，設(shè)，設(shè)A和B的加速度分別為，則的加速度分別為，則v1=a1t1=6ms………………⑼v2=a2t1=2ms………………⑽tt1時(shí)，設(shè)時(shí)，設(shè)A和B的加速度分別為的加速度分別為，此時(shí)此時(shí)AB之間摩擦力為零，同理可得：之間摩擦

12、力為零，同理可得：1a?2a?………⑾………⑿216sma??222sma???即B做勻減速，設(shè)經(jīng)時(shí)間，做勻減速，設(shè)經(jīng)時(shí)間，B的速度減為零，則：的速度減為零，則：……………………⒀聯(lián)立聯(lián)立⑽⑿⒀⑽⑿⒀可得可得t2=1s…………..⒁0222???tav在t1t2時(shí)間內(nèi)，時(shí)間內(nèi)，A相對(duì)于相對(duì)于B運(yùn)動(dòng)的距離為運(yùn)動(dòng)的距離為…⒂mmtatvtatatvtas2712)2121()2121(2222221222121211??????????此后

13、此后B靜止不動(dòng)，靜止不動(dòng)，A繼續(xù)在繼續(xù)在B上滑動(dòng)，設(shè)再經(jīng)時(shí)間后上滑動(dòng)，設(shè)再經(jīng)時(shí)間后t3，A離開離開B，則有，則有可得可得t3=1s(另一解不合題意，舍去，另一解不合題意，舍去，)231321121)(tattavsL??????則A在B上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t總.t總=t1t2t3=4s(利用速度圖象求解，正確的，參照上述答案及評(píng)分參考給分利用速度圖象求解，正確的，參照上述答案及評(píng)分參考給分)變式變式3：【解析解析】（1）從）從t

14、=0時(shí)開始，木板與物塊之間的摩擦力使物塊加速，使木板減速，時(shí)開始，木板與物塊之間的摩擦力使物塊加速，使木板減速，此過程一直持續(xù)到物塊和木板具有共同速度為止。此過程一直持續(xù)到物塊和木板具有共同速度為止。由圖可知，在由圖可知，在t1=0.5s時(shí)，物塊和木板的速度相同。物塊和木板的加速度大小分別為時(shí)，物塊和木板的速度相同。物塊和木板的加速度大小分別為a1和a2，則，則式中式中v0=5ms，v1=1ms分別為木板在分別為木板在t=0、t=t1時(shí)