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2022-2023年高考物理一轮复习 滑块木板模型课件
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这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 滑块木板模型课件，共15页。PPT课件主要包含了得a1΄1ms2，V共15ms，模型二有外力型，课后作业，625m等内容，欢迎下载使用。
动力学中的“滑块-木板模型”：无外力型、有外力型核心思路：隔离法和整体法,以地面为参考系研究速度、位移；
模型一：①无外力型（地面光滑）
②无外力型（地面粗糙）
物块与木板速度相等时是摩擦力和运动性质转变 的临界点
例1、质量为M=1kg足够长的木板放在水平地面上,木板左端放有一质量为m=1kg,大小不计的物块,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.3.开始时物块和木板初速度都向右,大小分别为V1=3m/s和V2=1m/s.（设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10m/s2）求整个过程中长木板在地面上滑过的距离.
对m：由牛顿第二定律得μ2mg=ma,得a=3m/s2
由牛顿第二定律得：μ2mg-μ1（M+m）g=Ma1΄
m匀减速,M匀加速,设经过时间t1达到共同速度为V共
V1-a1t1=V2+a1΄t1 得t1=0.5s
s板=V2t1+1/2a1΄t12=0.625m
V共以后做什么运动,只有两种情况：1、两者保持相对静止,两者之间是静摩擦力2、两者继续发生相对滑动,两者之间是滑动摩擦力
整体法：把物块和木板看成一个整体,受力决定运动
整体：μ1（M+m）g=（M+m）a共 得a共=μ1g
隔离法：对物块：f静=ma共=μ1mg
假设能否成立关键是看f静是否在0~fmax之间
0≦f静≦fmax 假设成立
f静＞fmax 假设不成立
比较f静=μ1mg与fmax=μ2mg的大小即比较μ1与μ2的大小
结论：如果μ1≦μ2即f静=μ1mg≦fmax=μ2mg,假设情况下的静摩擦力没有超过最大静摩擦力,假设正确,共速后一起运动.如果μ1＞μ2即f静=μ1mg＞fmax=μ2mg,假设情况下的静摩擦力超过了最大静摩擦力,假设不成立,共速后物块与木板发生相对滑动
此题μ1＜μ2,共速后物块与木板会保持相对静止一起匀减速运动,直到静止.s板΄=V共2/2a共=1.125ms总=s板+s板΄=1.75m
发生相对滑动的临界条件要滑动：滑块与木板间的静摩擦力达到最大静摩擦力未滑动：滑块与木板的加速度仍相同判断是否出现相对滑动的方法为：如果个体（靠摩擦力带动的物体）的最大加速度大于等于整体的加速度,说明两个物体可以保持相对静止一起运动；如果个体的最大加速度小于整体的加速度,说明两个物体之间发生了相对运动.
例2、如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上.A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面光滑.先用水平力F拉A,为使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值.
变式1 例2中若拉力作用在B上呢？如图所示：
变式2、在例题2的基础上再改为B与地面间的动摩擦因数为 1/2 μ.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F求：①.当F为多大,A、B相对地面运动②.当F为多大,A相对B滑动③.当F=5/2μmg时,A的加速度为多少？④.当F＝4 μmg时,A的加速度又为多少？
变式3、在变式2的基础上改为将拉力作用在B物体上,情况又如何?
如图所示,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等,现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图象中正确的是
课后作业:一平板车,质量M＝100 kg,停在水平路面上,车身的平板离地面的高度h＝1.25 m,一质量m＝50 kg的小物块置于车的平板上,它到车尾的距离b＝1 m,与车板间的动摩擦因数μ＝0.2,如图所示,今对平板车施加一水平方向的恒力,使车向前行驶,结果物块从车板上滑落,物块刚离开车板的时刻,车向前行驶距离x0＝2.0 m,求物块落地时,落地点到车尾的水平距离x(不计路面摩擦,g＝10 m/s2).
设小物块在车上运动时,车的加速度为a1,物块的加速度为a2.则
对车,由牛顿第二定律得：F－μmg＝Ma1.
F＝Ma1＋μmg＝100×4 N＋0.2×50×10 N＝500 N.
动力学中的“滑块-木板模型”：无外力型、有外力型核心思路：隔离法和整体法,以地面为参考系研究速度、位移；
模型一：①无外力型（地面光滑）
②无外力型（地面粗糙）
物块与木板速度相等时是摩擦力和运动性质转变 的临界点
例1、质量为M=1kg足够长的木板放在水平地面上,木板左端放有一质量为m=1kg,大小不计的物块,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.3.开始时物块和木板初速度都向右,大小分别为V1=3m/s和V2=1m/s.（设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10m/s2）求整个过程中长木板在地面上滑过的距离.
对m：由牛顿第二定律得μ2mg=ma,得a=3m/s2
由牛顿第二定律得：μ2mg-μ1（M+m）g=Ma1΄
m匀减速,M匀加速,设经过时间t1达到共同速度为V共
V1-a1t1=V2+a1΄t1 得t1=0.5s
s板=V2t1+1/2a1΄t12=0.625m
V共以后做什么运动,只有两种情况：1、两者保持相对静止,两者之间是静摩擦力2、两者继续发生相对滑动,两者之间是滑动摩擦力
整体法：把物块和木板看成一个整体,受力决定运动
整体：μ1（M+m）g=（M+m）a共 得a共=μ1g
隔离法：对物块：f静=ma共=μ1mg
假设能否成立关键是看f静是否在0~fmax之间
0≦f静≦fmax 假设成立
f静＞fmax 假设不成立
比较f静=μ1mg与fmax=μ2mg的大小即比较μ1与μ2的大小
结论：如果μ1≦μ2即f静=μ1mg≦fmax=μ2mg,假设情况下的静摩擦力没有超过最大静摩擦力,假设正确,共速后一起运动.如果μ1＞μ2即f静=μ1mg＞fmax=μ2mg,假设情况下的静摩擦力超过了最大静摩擦力,假设不成立,共速后物块与木板发生相对滑动
此题μ1＜μ2,共速后物块与木板会保持相对静止一起匀减速运动,直到静止.s板΄=V共2/2a共=1.125ms总=s板+s板΄=1.75m
发生相对滑动的临界条件要滑动：滑块与木板间的静摩擦力达到最大静摩擦力未滑动：滑块与木板的加速度仍相同判断是否出现相对滑动的方法为：如果个体（靠摩擦力带动的物体）的最大加速度大于等于整体的加速度,说明两个物体可以保持相对静止一起运动；如果个体的最大加速度小于整体的加速度,说明两个物体之间发生了相对运动.
例2、如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上.A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面光滑.先用水平力F拉A,为使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值.
变式1 例2中若拉力作用在B上呢？如图所示：
变式2、在例题2的基础上再改为B与地面间的动摩擦因数为 1/2 μ.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F求：①.当F为多大,A、B相对地面运动②.当F为多大,A相对B滑动③.当F=5/2μmg时,A的加速度为多少？④.当F＝4 μmg时,A的加速度又为多少？
变式3、在变式2的基础上改为将拉力作用在B物体上,情况又如何?
如图所示,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等,现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图象中正确的是
课后作业:一平板车,质量M＝100 kg,停在水平路面上,车身的平板离地面的高度h＝1.25 m,一质量m＝50 kg的小物块置于车的平板上,它到车尾的距离b＝1 m,与车板间的动摩擦因数μ＝0.2,如图所示,今对平板车施加一水平方向的恒力,使车向前行驶,结果物块从车板上滑落,物块刚离开车板的时刻,车向前行驶距离x0＝2.0 m,求物块落地时,落地点到车尾的水平距离x(不计路面摩擦,g＝10 m/s2).
设小物块在车上运动时,车的加速度为a1,物块的加速度为a2.则
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F＝Ma1＋μmg＝100×4 N＋0.2×50×10 N＝500 N.
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