惠州一中理科實(shí)驗(yàn)班牛頓第二定律應(yīng)用專(zhuān)題滑塊木板模型-精選教育文檔

1、 2019 屆惠州市第一中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)班牛頓第二定律應(yīng)用-滑塊木板組合模型一.木板受到水平拉力例 1 .如圖所示，質(zhì)量 M=1.0kg 的長(zhǎng)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)木板的速度分別是多大？FM運(yùn)動(dòng)中小滑塊距長(zhǎng)木板右端的最大距離是多大？例 2.如圖所示，水平地面上一個(gè)質(zhì)量M=4.0kg、長(zhǎng)度L=2.0m 的木板，在F=8

2、.0N 的水平拉力作用下，以v =2.0m/s0的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻將質(zhì)量m=1.0kg 的物塊（物塊可視為質(zhì)點(diǎn)）輕放在木板最右端。m木板與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) ？MF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；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)。例 3.如圖所示，質(zhì)量為 m=5kg 的長(zhǎng)木板放在水平地面上，在木板的最右端放一質(zhì)量也為 m=5kg 的物塊 A木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù) =0.3，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) =0.2現(xiàn)用一水平力 F=60N 作用在木板上，12使木板由靜止開(kāi)始

3、勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò) t=1s，撤去拉力設(shè)物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力（g取 10m/s ）求：2拉力撤去時(shí)，木板的速度大?。恳刮飰K不從木板上掉下，木板的長(zhǎng)度至少多大？在滿足的條件下，物塊最終將停在距板右端多遠(yuǎn)處？作業(yè) 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=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 =0.4，取 g=10 m/s 。2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？其它條件不變，若恒力 F=22.8N，且始

4、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？二木塊受到水平拉力作業(yè) 2.如圖所示，水平面上有一塊木板，質(zhì)量 M = 4.0 kg，它與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) =0.10。在木板的最1第 1 頁(yè)mv0 左端有一個(gè)小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），質(zhì)量m=2.0 kg。小滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù) =0.50。開(kāi)始時(shí)它們都2處于靜止?fàn)顟B(tài)。某時(shí)刻起對(duì)小滑塊施加一個(gè)水平向右的恒力 F18N，此后小滑塊將相對(duì)木板滑動(dòng)，1.0s 后撤去該力。求小滑塊在木板上滑行時(shí)，木板加速度 a 的大?。蝗粢剐』瑝K不離開(kāi)木板，求木板的長(zhǎng)度 L 應(yīng)滿足的條件。三木塊以一定的初速度滑上木板

5、例 4.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)，恰好沒(méi)從木板的右端掉下，滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。（g 取10m/s ）求：2滑塊到達(dá)木板右端時(shí)的速度；木板的長(zhǎng)度。選做題.如圖所示，在傾角為 =30 的足夠長(zhǎng)的固定的光滑斜面上，有一質(zhì)量為M=3kg的長(zhǎng)木板正以v =10m/s00的初速度沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)量m=lkg的小物塊（大小可忽略）輕放在長(zhǎng)木板正中央.已知物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) =/2，設(shè)物塊與木板間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度g=l0m/s23(1)

6、求放上小物塊后,木板和小物塊的加速度大小.(2)要使小物塊不滑離長(zhǎng)木板，長(zhǎng)木板至少要有多長(zhǎng)？(3)假設(shè)長(zhǎng)木板長(zhǎng) L=16m,在輕放小物塊的同時(shí)對(duì)長(zhǎng)木板施加一沿斜面向上的 F=45N的恒力，求小物塊在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 F所做的功及系統(tǒng)機(jī)械能的增量。參考答案：例1. v =2.0m/s，v =4.0m/s 1.5mmM2 2s例2. 例 2. 0.2 4- 4s例3. 例 3. 4m/s 1.2m 0.48m作業(yè) 1. F20N 2s 作業(yè) 2. 1m/s ， 2.25m2例 4. 2m/s 3m25解：（1）(3分)小鐵塊在長(zhǎng)木板上滑動(dòng)時(shí)受到沿板的滑動(dòng)摩擦力作：f= mgcos =7.5N（1

7、分）（1分）由牛頓第二定律，對(duì)小物塊和長(zhǎng)木板，有：f+mgsin =maa =12.5m/s211第 2 頁(yè) Mgsin -f=M aa =2.5m/s2（1分）22(2)(3分)當(dāng)小物塊與長(zhǎng)木板共速時(shí)，v= at=v+ at01112 1t =1s1v =12.5m/s1（1分）共速后，小物塊與長(zhǎng)木板一起加速，相對(duì)位移10 +12.5212.5 +02? 1? 1 5mS=（1分）（1分）長(zhǎng)木板長(zhǎng)度至少為 L10m(3) (14分)由牛頓第二定律，對(duì)小物塊有：f+mgsin =maa =12.5m/s3沿斜面向下 （1分）沿斜面向上 （1分）23對(duì)長(zhǎng)木板：F+f-Mgsin = maa =1

8、2.5m/s424當(dāng)小物塊與長(zhǎng)木板共速時(shí)，v= at=v- at02124 2T =0.4s2v =5m/s1（1分）（1分）0 +52此時(shí)小物塊位移長(zhǎng)木板位移s=? 0.4 1m110 +52s =2? 0.4 3m（1分）共速后，假設(shè)小物塊與長(zhǎng)木板一起減速，則F-（M+m）gsin = （M+m）a5a =11.25m/s5（沿斜面向上）2對(duì)小物塊f -mgsin =maff =7.5N/max（沿斜面向上）（判斷 2分）（沿斜面向上） （1分）/5小物塊將相對(duì)長(zhǎng)木板向下滑動(dòng)對(duì)小物塊對(duì)長(zhǎng)木板f-mgsin =maa =2.5m/s626F -f-Mgsin = maa =7.5m/s7（沿斜面向上）（1分）27小物塊從長(zhǎng)木板上滑落時(shí)5t -2.5t /2-(5t -7.5t /2)=8+2223333t =2s3（1分）0+52s3 =? 2 5m此時(shí)小物塊速度 v =5-2.52=04位移（1分）（1分）5- 102s4 =? 02 - 5m長(zhǎng)木板速度 v =5-7.52=