高考物理动力学中的滑块和传送带问题.doc
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1、一、滑块问题1如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=1.4m;木板右端放着一小滑块,小滑块质量为m=1kg,其尺寸远小于L。小滑块与木板之间的动摩擦因数为(1)现用恒力F作用在木板M上,为了使得m能从M上面滑落下来,问:F大小的范围是什么?(2)其它条件不变,若恒力F=22.8牛顿,且始终作用在M上,最终使得m能从M上面滑落下来。问:m在M上面滑动的时间是多大? 解析:(1)小滑块与木板间的滑动摩擦力 小滑块在滑动摩擦力f作用下向右匀加速运动的加速度 木板在拉力F和滑动摩擦力f作用下向右匀加速运动的加速度 使m能从M上面滑落下来的条件是 即 (2)设m
2、在M上滑动的时间为t,当恒力F=22.8N,木板的加速度 ) 小滑块在时间t内运动位移 木板在时间t内运动位移 因 即 AvB2长为1.5m的长木板B静止放在水平冰面上,小物块A以某一初速度从木板B的左端滑上长木板B,直到A、B的速度达到相同,此时A、B的速度为0.4m/s,然后A、B又一起在水平冰面上滑行了8.0cm后停下若小物块A可视为质点,它与长木板B的质量相同,A、B间的动摩擦因数1=0.25求:(取g=10m/s2)(1)木块与冰面的动摩擦因数(2)小物块相对于长木板滑行的距离(3)为了保证小物块不从木板的右端滑落,小物块滑上长木板的初速度应为多大?解析:(1)A、B一起运动时,受冰
3、面对它的滑动摩擦力,做匀减速运动,加速度 解得木板与冰面的动摩擦因数2=0.10(2)小物块A在长木板上受木板对它的滑动摩擦力,做匀减速运动,加速度a1=1g=2.5m/s2小物块A在木板上滑动,木块B受小物块A的滑动摩擦力和冰面的滑动摩擦力,做匀加速运动,有1mg2(2m)g=ma2 解得加速度a2=0.50m/s2设小物块滑上木板时的初速度为v10,经时间t后A、B的速度相同为v由长木板的运动得v=a2t,解得滑行时间小物块滑上木板的初速度 v10=va1t=2.4m/s小物块A在长木板B上滑动的距离为(3)小物块A滑上长木板的初速度越大,它在长木板B上相对木板滑动的距离越大,当滑动距离等
4、于木板长时,物块A达到木板B的最右端,两者的速度相等(设为v),这种情况下A的初速度为保证不从木板上滑落的最大初速度,设为v0有由以上三式解得,为了保证小物块不从木板的右端滑落,小物块滑上长木板的初速度不大于最大初速度传送带问题变式:(2004全国高考)一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合,如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为1,盘与桌面间的动摩擦因数为2。现突然以恒定加速度。将桌布抽离桌面,加速度的方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?(以g表示重力加速度) 动力学中的传送带问题一、传送带模型中要注意摩擦力的突变
5、滑动摩擦力消失 滑动摩擦力突变为静摩擦力 滑动摩擦力改变方向二、传送带模型的一般解法确定研究对象;分析其受力情况和运动情况,(画出受力分析图和运动情景图),注意摩擦力突变对物体运动的影响;分清楚研究过程,利用牛顿运动定律和运动学规律求解未知量。难点疑点:传送带与物体运动的牵制。牛顿第二定律中a是物体对地加速度,运动学公式中S是物体对地的位移,这一点必须明确。分析问题的思路:初始条件相对运动判断滑动摩擦力的大小和方向分析出物体受的合外力和加速度大小和方向由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的改变。一、水平放置运行的传送带 1如图所示,物体A从滑槽某一高度滑下后又滑上粗糙的水平传
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- 高考 物理 动力学 中的 传送带 问题