培優(yōu)班教案-動(dòng)力學(xué)綜合專(zhuān)題-學(xué)案

1、精品文檔 物體分離問(wèn)題 方法提示：原來(lái)是擠壓在一起的兩個(gè)物體，當(dāng)兩者間的相互擠壓力減小到零時(shí)，物體即將 發(fā)生分離；所以，兩物體分離的臨界情況是擠壓力減為零，但此時(shí)兩者的加速度還是相同的， 之后就不同從而導(dǎo)致相對(duì)運(yùn)動(dòng)而出現(xiàn)分離；因此，解決問(wèn)題時(shí)應(yīng)充分利用、這兩個(gè)特點(diǎn)。 物體分離問(wèn)題的物理現(xiàn)象變化的特征物理量是兩物體間的相互擠壓力。 如何論證兩物體間是否有擠壓力：假設(shè)接觸在一起運(yùn)動(dòng)的前后兩物體間沒(méi)有擠壓理，分別運(yùn) 算表示出前后兩者的加速度。若 a后a前，則必然是后者推著前者運(yùn)動(dòng)，兩者有擠壓力；若a后4前, 則前者即將甩開(kāi)后者(分離)，兩者沒(méi)有擠壓力。 1、如圖，光滑水平面上放置緊靠在一起的A、B兩

2、個(gè)物體，mA=3kg , mB=6kg，推力Fa作用 于A上，拉力Fb作用于B上，F(xiàn)a、Fb大小均隨時(shí)間而變化，其規(guī)律分別為FA=(9-2t)N ,FB=(2+2t)N , 求：A、B間擠壓力Fn的表達(dá)式； 從t=0開(kāi)始，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間 A、B相互脫離? 2、如圖，一根勁度系數(shù)為k、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，上端固定、下端系一質(zhì)量為m的物體，有一 水平板將物體托住，并使彈簧處于自然長(zhǎng)度?，F(xiàn)手持水平板使它由靜止開(kāi)始以加速度a ( ag)勻加 Fn的表達(dá)式；物體與水 速向下移動(dòng)。求：設(shè)彈簧的彈力記為仁kx，求物體與水平板間擠壓力 平板分離時(shí)彈簧的形變量；經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間木板開(kāi)始與物體分離。 3、如圖，一輕彈簧秤秤

3、盤(pán)的質(zhì)量為M,盤(pán)內(nèi)放一個(gè)質(zhì)量為 m的物塊，彈簧的勁度系數(shù)為k, 現(xiàn)用一豎直向下的壓力作用于物塊上，使其緩慢下降一段足夠長(zhǎng)的距離，然后突然撤掉該力，撤掉 該外力后，求：設(shè)彈簧的彈力記為f=kx，求離開(kāi)秤盤(pán)前物塊受到的擠壓力Fn的表達(dá)式；求物 塊與秤盤(pán)分離時(shí)彈簧的形變量；若秤盤(pán)的質(zhì)量忽略不計(jì)，物塊與秤盤(pán)分離時(shí)彈簧的形變量又怎樣？ 4、如圖，在傾角為 B的光滑斜面上端系一勁度系數(shù)為 k的輕彈簧，彈簧下端連有一質(zhì)量為 m 的小球，球被一垂直于斜面的擋板擋住，此時(shí)彈簧沒(méi)有形變。若手持擋板以加速度a( amg)豎直向上的恒定拉力，使 P由靜止開(kāi)始 向上作加速運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后離開(kāi)秤盤(pán)。求： 物體P與秤盤(pán)分離

4、時(shí)彈簧的形變量； 若要物體P受到拉力后立即就能離開(kāi)秤盤(pán)，拉力至少應(yīng)多大； 若秤盤(pán)的質(zhì)量完全不計(jì)，拉力大小仍為題中的F，那么物塊與秤盤(pán)分離時(shí)彈簧的“ F 形變量又怎樣？如果 F很大呢？(提示：參考第 3題) 777777 滑塊與木板的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 以滑塊-滑板”為模型的物理問(wèn)題，將其進(jìn)行物理情景的遷移或?qū)ζ涑跏紬l件與附設(shè)條件做某 些演變、拓展，便構(gòu)成了許多內(nèi)涵豐富、情景各異的綜合問(wèn)題。這類(lèi)問(wèn)題涉及受力分析、運(yùn)動(dòng)分析、 動(dòng)量和功能關(guān)系分析，是運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量守恒、功能關(guān)系等重點(diǎn)知識(shí)的綜合應(yīng)用。因此滑塊 滑板”模型問(wèn)題已成為高考考查學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)和綜合能力的一大熱點(diǎn)。 滑塊與滑板類(lèi)問(wèn)題的解法與技巧

5、（一）處理滑塊與滑板類(lèi)問(wèn)題的基本思路與方法是什么？ 判斷滑塊與滑板間是否存在相對(duì)滑動(dòng)是思考問(wèn)題的著眼點(diǎn)。方法有整體法隔離法、假設(shè)法等。 即先假設(shè)滑塊與滑板相對(duì)靜止，然后根據(jù)牛頓第二定律求出滑塊與滑板之間的摩擦力，再討論滑塊 與滑板之間的摩擦力是不是大于最大靜摩擦力。 （二）滑塊與滑板存在相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件是什么？ 1、運(yùn)動(dòng)學(xué)條件：若兩物體速度和加速度不等，則會(huì)相對(duì)滑動(dòng)。 2、動(dòng)力學(xué)條件：假設(shè)兩物體間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，先用整體法算出一起運(yùn)動(dòng)的加速度，再用隔離法算 出其中一個(gè)物體所需要”的摩擦力f ；比較f與最大靜摩擦力fm的關(guān)系，若ffm，則發(fā)生相對(duì)滑動(dòng). （三）滑塊滑離滑板的臨界條件是什么？ 當(dāng)滑板

6、的長(zhǎng)度一定時(shí)，滑塊可能從滑板滑下，恰好滑到滑板的邊緣達(dá)到共同速度是滑塊滑離滑 板的臨界條件。 解題思路：分析受力，求解加速度，畫(huà)運(yùn)動(dòng)情境圖尋找位移關(guān)系，可借助v-t圖像 注意：關(guān)注相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件 問(wèn)題實(shí)質(zhì)：追擊相遇 例1、（2009 重慶模擬）如圖所示，把質(zhì)量 mi=4kg的木塊疊放在質(zhì)量 m2=5kg的木塊上.m2 放在光滑的水平面上，恰好使 mi相對(duì)m2開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)作用于木塊 mi上的水平拉力 Fi=12N .那么， 至少應(yīng)用多大的水平拉力 F2拉木塊m2,才能恰好使 mi相對(duì)m2開(kāi)始滑動(dòng)？ m2叫 fF F的作用向右滑行, 例2、如圖所示，質(zhì)量為 m的木塊在質(zhì)量為 M的長(zhǎng)木板上受到向右

7、的拉力 ，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為國(guó)。下 長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 列說(shuō)法正確的是（） A .木板受到地面的摩擦力的大小一定是gmg B. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是遊（m+M ） C. 當(dāng)F 俘（m+M ） g時(shí)，木板便會(huì)開(kāi)始運(yùn)動(dòng) D. 無(wú)論怎樣改變 F的大小，木板都不可能運(yùn)動(dòng) 例3、如圖（a）所示，光滑水平面上停放著一輛上表面粗糙的平板車(chē)，質(zhì)量為M，一質(zhì)量為m的 鐵塊以水平初速度 vo滑到小車(chē)上，兩物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng), （to是滑塊在車(chē)上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間），則可以斷定（ A .鐵塊與小車(chē)最終滑離 B.鐵塊與小車(chē)的質(zhì)量之比 m:M=1： 1 C.鐵塊與小車(chē)表面的動(dòng)摩擦因

8、數(shù) V。 尸 3gto D.平板車(chē)上表面的長(zhǎng)度為 5vt。 它們的速度隨時(shí)間變化的圖象如圖（b）所示 例4、如圖所示，薄平板A長(zhǎng)L=5m ,質(zhì)量M=5kg ,放在水平桌面上，板右端與桌邊緣相齊. 在 A上距其右端s=3m處放一個(gè)質(zhì)量 m=2kg的小物體B ,已知A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 小=0.1 , A、 B兩物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 留=0.2，最初系統(tǒng)靜止.現(xiàn)在對(duì)板 A向右施加一水平恒力 F，將A 從B下抽出（設(shè)B不會(huì)翻轉(zhuǎn)），且恰使B停在桌面邊緣，試求 F的大?。ㄈ=10m/s2）. 回斤 例5、如圖所示，一質(zhì)量 M=2.0kg的長(zhǎng)木板靜止放在光滑水平面上，在木板的右端放一質(zhì)量 m=1.

9、0kg可看作質(zhì)點(diǎn)的小物塊，小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩=0.2用恒力F向右拉動(dòng)木板使 木板在水平面上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)t=1.0s后撤去該恒力，此時(shí)小物塊恰好運(yùn)動(dòng)到距木板右端 l=1.0m處。在此后的運(yùn)動(dòng)中小物塊沒(méi)有從木板上掉下來(lái).求: （1）小物塊在加速過(guò)程中受到的摩擦力的大小和方向； （2）作用于木板的恒力 F的大小; （3）木板的長(zhǎng)度至少是多少？ 例6.如圖所示，一質(zhì)量為M = 3kg的長(zhǎng)木板靜止在光滑水平桌面上，一質(zhì)量為m = 2kg的小 恰好沒(méi)從木板的右端掉下，滑塊與木板間的 滑塊以水平面5m/s速度從木板左端開(kāi)始在木板上滑動(dòng), 動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。（ g取10m/s2）求

10、（1）滑塊到達(dá)木板右端時(shí)的速度 （2）木板的長(zhǎng)度。 專(zhuān)項(xiàng)鞏固 1. （雙選）如圖，在光滑水平面上，放著兩塊長(zhǎng)度相同，質(zhì)量分別為Mi和M2的木板，在兩木 板的左端各放一個(gè)大小、形狀、質(zhì)量完全相同的物塊。開(kāi)始時(shí)，各物均靜止，今在兩物體上各作用 Fi 一水平恒力Fi、F2,當(dāng)物塊和木板分離時(shí)， 兩木板的速度分別為 V1和V2, 物體和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，下列說(shuō)法正確的是（） A .若 Fi=F2, Mi M2,貝 y vi V2 B. 若 Fl = F2, MiV M 2,貝 y Vi V2 C. 若 Fi F2, M I=M2,貝y vi V2 D. 若 Fiv F2, M i = M 2,貝

11、y Vi V2 2. 如圖所示，長(zhǎng) 2m,質(zhì)量為ikg的木板靜止在光滑水平面上，一木塊質(zhì)量也為ikg （可視為 質(zhì)點(diǎn)），與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。要使木塊在木板上從左端滑 向右端而不至滑落，則木塊初速度的最大值為（） A. im/sB . 2 m/sC. 3 m/sD . 4 m/s 板的右端.則為使木塊不滑離木板，木板的長(zhǎng)度 l至少要多長(zhǎng)？ . F 3如圖所示，小木塊質(zhì)量 m=ikg，長(zhǎng)木板質(zhì)量 M=i0kg，木板與地面以及木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù) 均為1 =0.5當(dāng)木板從靜止開(kāi)始受水平向右的恒力F=90 N作用時(shí)，木塊以初速Vo=4 m/s向左滑上木 4. 如圖所示，質(zhì)量M=1.0kg的長(zhǎng)

12、木板靜止在光滑水平面上，在長(zhǎng)木板的右端放一質(zhì)量m=1.0kg 的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），小滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.20。現(xiàn)用水平橫力 F=6.0N向右拉 長(zhǎng)木板，使小滑塊與長(zhǎng)木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，經(jīng)過(guò)t=1.0s撤去力F。小滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終沒(méi)有從 長(zhǎng)木板上掉下。求： （1）撤去力F時(shí)小滑塊和長(zhǎng)木板的速度各是多大； （2）運(yùn)動(dòng)中小滑塊距長(zhǎng)木板右端的最大距離是多大？ 5. 如圖所示，水平地面上一個(gè)質(zhì)量M=4 .Okg、長(zhǎng)度L=2.0m的木板，在F=8.0 N的水平拉力 作用下，以vo=2.Om/s的速度向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻將質(zhì)量 m=1.0 kg的物塊（物塊可視為質(zhì)點(diǎn)） 輕放在木板最

13、右端。 （1）若物塊與木板間無(wú)摩擦，求物塊離開(kāi)木板所需的時(shí)間; （2）若物塊與木板間有摩擦，且物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)和木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等, 求將物塊放在木板上后，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間木板停止運(yùn)動(dòng)。（結(jié)果保留二位有效數(shù)字） 6. 如圖，長(zhǎng)木板 B的左端固定一擋板，木板上表面光滑、下表面與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 為卩，在木板上靠擋板處放置一小球A （可視為質(zhì)點(diǎn)），如圖所示.A的質(zhì)量為m, B連同擋板的質(zhì) 量為2m.現(xiàn)對(duì)木板施加一個(gè)大小 Fi=6 pmg （g為重力加速度）、方向水平向右的推力，使 B和A -10 AB - l - B的長(zhǎng)度I. A的速度Va的大小. 起從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)， 當(dāng)B

14、運(yùn)動(dòng)的距離為d時(shí)，立刻 將力F1撤去，同時(shí)將另一大小 F2=3卩mg方向水平向 右的拉力作用到小球上，過(guò)一段時(shí)間后小球脫離木板. （1）求撤去推力F1瞬間B的速度v的大小. （2）若A脫離木板時(shí)，B恰好剛停下，求長(zhǎng)木板 （3）若長(zhǎng)木板B的長(zhǎng)度I = 3d，求脫離木板時(shí)小球 7 如圖所示，一質(zhì)量為 M、長(zhǎng)為I的長(zhǎng)方形木板 B放在光滑的水平地面上，在其右端放一質(zhì) 量為m的小木塊A，mM 現(xiàn)以地面為參照系， 給A和B以大小相等、方向相反的初速度 (如圖)， 使A開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)、B開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，但最后 A剛好沒(méi)有滑離木板。以地面為參考系. (1) 若已知A和B的初速度大小為 V。，求它們最后的速度的大小

15、和方向； V0 (2) 若初速度的大小未知，求小木塊 A向左運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最 遠(yuǎn)處(從地面上看)離出發(fā)點(diǎn)的距離. 專(zhuān)項(xiàng)拔高 1. 如圖所示，有一塊木板靜止在光滑且足夠長(zhǎng)的水平面上，木板質(zhì)量為M=4kg ,長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.4m ; 木板右端放著一小滑塊，小滑塊質(zhì)量為m=1kg，其尺寸遠(yuǎn)小于 L。小滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 為卩=04，取 g=10m/s2 (1) 現(xiàn)用恒力F作用在木板M上，為了使得m能從M上面滑落下來(lái)，問(wèn)：F大小的范圍是什么？ (2) 其它條件不變，若恒力F=22.8牛頓，且始終作用在M上，最終使得m能從M上面滑落下來(lái)。 問(wèn)：m在M上面滑動(dòng)的時(shí)間是多大？ rri 2. 長(zhǎng)為1.5m的長(zhǎng)

16、木板B靜止放在水平冰面上，小物塊A以某一初速度從木板 B的左端滑上 長(zhǎng)木板B,直到A、B的速度達(dá)到相同，此時(shí) A、B的速度為0.4m/s，然后A、B又一起在水平冰 面上滑行了 8.0cm后停下.若小物塊 A可視為質(zhì)點(diǎn)，它與長(zhǎng)木板B的質(zhì)量相同，A、B間的動(dòng)摩擦 因數(shù) w=0.25.求：(取 g=10m/s2) (1) 木塊與冰面的動(dòng)摩擦因數(shù). (2) 小物塊相對(duì)于長(zhǎng)木板滑行的距離. (3) 為了保證小物塊不從木板的右端滑落，小物塊滑上長(zhǎng)木板的初速度應(yīng)為多大？ 3. (2009天津)如圖所示，質(zhì)量 mi=0.3kg的小車(chē)靜止在光滑的水平面上，車(chē)長(zhǎng) L=1.5m，現(xiàn)有 質(zhì)量m2=0.2kg的可視為質(zhì)

17、點(diǎn)的物塊， 以水平向右的速度 vo=2m/s從左端滑上小車(chē)，最后在車(chē)面上某 處與小車(chē)保持相對(duì)靜止。物塊與車(chē)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.5取g= 10m/s2，求： 物塊在車(chē)面上滑行的時(shí)間t; 要使物塊不從小車(chē)右端滑出，物塊滑上小車(chē)左端的速度V0 不超過(guò)多少？ 4. (2010海南)圖I中，質(zhì)量為m的物塊疊放在質(zhì)量為 2m的足夠長(zhǎng)的木板上方右側(cè)，木板放 在光滑的水平地面上，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為尸0.2。在木板上施加一水平向右的拉力F , 在03s內(nèi)F的變化如圖2所示，圖中F以mg為單位，取g=10m/s2。整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)始時(shí)靜止。 (1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及 2s 3s末

18、物塊的速度; 在同一坐標(biāo)系中畫(huà)出 距離。 03s內(nèi)木板和物塊的 V t圖象，據(jù)此求03s內(nèi)物塊相對(duì)于木板滑過(guò)的 F/mg /J m F 2m 圖1 0.4 - 11.5 2 A 3 t/s 5. (2011海南)(2) (8分)一質(zhì)量為2m的物體P靜止于光滑水平地面上，其截面如圖所示。 圖中ab為粗糙的水平面，長(zhǎng)度為 L ； be為一光滑斜面，斜面和水平面通過(guò)與ab和be均相切的長(zhǎng) 度可忽略的光滑圓弧連接?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為 V0的水平初速度從a點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)，在 斜面上上升的最大高度為h，返回后在到達(dá) (i) 木塊在ab段受到的摩擦力f; a點(diǎn)前與物體 (ii) 木塊最后距a點(diǎn)的距離s

19、。 6如圖，在光滑水平面上有一質(zhì)量為mi的足夠長(zhǎng)的木板，其上疊放一質(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?，F(xiàn)給木塊日 施加一隨時(shí)間t增大的水平力F=kt ( k是常數(shù))，木板和木塊加速尸1 度的大小分別為 ai和a2,下列反映ai和a2變化的圖線(xiàn)中正確的是島尿二 A （2）當(dāng)物塊落地時(shí)，物塊與小車(chē)右端的水平距離。 14. （2010長(zhǎng)沙市一中卷）如圖所示，質(zhì)量 M=1kg 面間的動(dòng)摩擦因數(shù) =0.1，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量 間的動(dòng)摩擦因數(shù) 匹=0.4,取g= 10m/s2，試求： （1）若木板長(zhǎng)L=1m，在鐵塊上加一個(gè)水平向右 的恒力F=8N，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的右端？ （2）若在鐵塊上的右端施加一