專題滑塊木板問題

專題滑塊木板問題第一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期六馬鞍山中加雙語學校關磊

專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三一輪復習*學習目標1、掌握板塊問題的主要題型及特點。2、強化受力分析，運動過程分析；抓住運動狀態(tài)轉化時的臨界條件;

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專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三一輪復習*考情分析1.“滑塊-木板”類問題，具有涉及考點多（運動學公式、牛頓運動定律、功能關系等），情境豐富，設問靈活，解法多樣，思維量高等特點，是一類選拔功能極強的試題，也是新課標力學?？嫉脑囶}。2.此類試題由于研究對象多、受力分析困難，運動過程復雜，往往會使考生“手忙腳亂”，“顧此失彼”導致丟分。是學生比較容易感到“頭疼”的一類試題。因此探究并掌握此類試題的分析技巧和解題方法是十分必要的。

第三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期六馬鞍山中加雙語學校關磊專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三一輪復習*自學指導

閱讀學習以下相關內(nèi)容，用時5-10分鐘領悟下面的解題思路,并完成清學稿引例部分：1．模型特點：上、下疊放兩個物體，并且兩物體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對滑動．2．建模指導解此類題的基本思路：（1）分析滑塊和木板的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律分別求出滑塊和木板的加速度；（2）對滑塊和木板進行運動情況分析，找出滑塊和木板之間的位移關系或速度關系，建立方程．特別注意滑塊和木板的位移都是相對地面的位移.(3)審題畫運動過程的草圖建立正確的物理情景幫助自己理解過程審題答題要領第四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期六馬鞍山中加雙語學校關磊

專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三一輪復習*板塊的臨界問題【引例】木板M靜止在光滑水平面上，木板上放著一個小滑塊m，與木板之間的動摩擦因數(shù)μ，為了使得m能從M上滑落下來，求下列情況下力F的大小范圍。FMmmFM核心疑難探究第五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期六解析（1）m與M剛要發(fā)生相對滑動的臨界條件：①要滑動：m與M間的靜摩擦力達到最大靜摩擦力；②未滑動：此時m與M加速度仍相同。受力分析如圖，先隔離m，由牛頓第二定律可得：a=μmg/m=μg再對整體，由牛頓第二定律可得：F0=(M+m)a解得：F0=μ(M+m)g所以，F(xiàn)的大小范圍為：F>μ(M+m)gMfmFmfmMfmFmfm（2）受力分析如圖，先隔離M，由牛頓第二定律可得：a=μmg/M再對整體，由牛頓第二定律可得：F0=(M+m)a解得：F0=μ(M+m)mg/M所以，F(xiàn)的大小范圍為：F>μ(M+m)mg/M第六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期六馬鞍山中加雙語學校關磊

專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三一輪復習*【例1】質量m=1kg的滑塊放在質量為M=2kg的長木板左端，木板放在光滑的水平面上，滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.1，木板長L=75cm，開始時兩者都處于靜止狀態(tài)，如圖所示，試求：

（1）用水平力F0拉小滑塊，使小滑塊與木板以相同的速度一起滑動，力F0的最大值應為多少？

（2）用水平恒力F拉小滑塊向木板的右端運動，在t=0.5s內(nèi)使滑塊從木板右端滑出，力F應為多大？

（3）按第（2）問的力F的作用，在小滑塊剛剛從長木板右端滑出時，系統(tǒng)因相互摩擦散發(fā)出多少熱量？（設m與M之間的最大靜摩擦力與它們之間的滑動摩擦力大小相等）。（取g=10m/s2）.

核心疑難探究第七頁，共十七頁，編輯于2023年，星期六（2）將滑塊從木板上拉出時，木板受滑動摩擦力f=μmg，此時木板的加速度a2為a2=f/M=μmg/M=0.5m/s2.由勻變速直線運動的規(guī)律，有（m與M均為勻加速直線運動）木板位移x2=?a2t2

①滑塊位移x1=?a1t2

②

位移關系x1－x2=L

③

將①、②、③式聯(lián)立，解出a1=6.5m/s2

對滑塊，由牛頓第二定律得:F－μmg=ma1所以F=μmg+ma1=7.5Nx2x1LFff解析：（1）對木板M，水平方向受靜摩擦力f向右，當f=fm=μmg時，M有最大加速度，此時對應的F0即為使m與M一起以共同速度滑動的最大值。

對M，最大加速度aM，由牛頓第二定律得：aM=fm/M=μmg/M=1m/s2要使滑塊與木板共同運動，m的最大加速度am=aM，對滑塊有F0－μmg=mam

所以F0=μmg+mam=1.5N即力F0不能超過1.5N（3）將滑塊從木板上拉出的過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為：

第八頁，共十七頁，編輯于2023年，星期六【例2】如圖所示，木板靜止于水平桌面上，在其最右端放一可視為質點的木塊.已知木塊的質量m=1kg，長L=2.5m，上表面光滑，下表面與地面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.現(xiàn)用水平恒力F=20N向右拉木板，g取10m/s2，求：(1)木板加速度的大小；(2)要使木塊能滑離木板，水平恒力F作用的最短時間;(3)如果其他條件不變，假設木板上表面也粗糙，其上表面與木塊之間的動摩擦因數(shù)為

μ1=0.3，欲使木板能從木塊的下方抽出，對木板施加的拉力應滿足什么條件？（4）若木板的長度、木塊的質量、木板的上表面與木塊之間的動摩擦因數(shù)、木板與地面間的動摩擦因數(shù)都不變，只將水平恒力增加為30N，則木塊滑離木板需要多長時間？分析受力和運動過程挖掘隱含條件解題①m不受摩擦力作用，M運動時，m相對地面靜止②恒力F作用一段時間后撤去，然后木塊減速運動至木塊與木板脫離時，木板速度恰好為零③木板與木塊間的摩擦力為滑動摩擦力，且要使a木板>a木塊④位移關系：x木板—x木塊=L圖核心疑難探究規(guī)范審題第九頁，共十七頁，編輯于2023年，星期六圖【例2】如圖所示，木板靜止于水平桌面上，在其最右端放一可視為質點的木塊.已知木塊的質量m=1kg，長L=2.5m，上表面光滑，下表面與地面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.現(xiàn)用水平恒力F=20N向右拉木板，g取10m/s2，求：(1)木板加速度的大?。?2)要使木塊能滑離木板，水平恒力F作用的最短時間;(3)如果其他條件不變，假設木板上表面也粗糙，其上表面與木塊之間的動摩擦因數(shù)為

μ1=0.3，欲使木板能從木塊的下方抽出，對木板施加的拉力應滿足什么條件？（4）若木板的長度、木塊的質量、木板的上表面與木塊之間的動摩擦因數(shù)、木板與地面間的動摩擦因數(shù)都不變，只將水平恒力增加為30N，則木塊滑離木板需要多長時間？核心疑難探究第十頁，共十七頁，編輯于2023年，星期六【例2】如圖所示，木板靜止于水平桌面上，在其最右端放一可視為質點的木塊.已知木塊的質量m=1kg，長L=2.5m，上表面光滑，下表面與地面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.現(xiàn)用水平恒力F=20N向右拉木板，g取10m/s2，求：(1)木板加速度的大??；(2)要使木塊能滑離木板，水平恒力F作用的最短時間;(3)如果其他條件不變，假設木板上表面也粗糙，其上表面與木塊之間的動摩擦因數(shù)為

μ1=0.3，欲使木板能從木塊的下方抽出，對木板施加的拉力應滿足什么條件？（4）若木板的長度、木塊的質量、木板的上表面與木塊之間的動摩擦因數(shù)、木板與地面間的動摩擦因數(shù)都不變，只將水平恒力增加為30N，則木塊滑離木板需要多長時間？圖核心疑難探究第十一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期六馬鞍山中加雙語學校關磊

專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三一輪復習*圖12核心疑難探究例3A第十二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期六技巧點撥4．兩者發(fā)生相對滑動的條件：(1)摩擦力為滑動摩擦力．(2)二者加速度不相等．分析滑塊—木板模型問題時應掌握的技巧1．分析題中滑塊、木板的受力情況，求出各自的加速度．2．畫好運動草圖，找出位移、速度、時間等物理量間的關系．3．知道每一過程的末速度是下一過程的初速度．課堂小結第十三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期六馬鞍山中加雙語學校關磊

專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三一輪復習*1.如圖甲所示，靜止在光滑水平面上的長木板B(長木板足夠長）的左端放著小物塊A.某時刻，A受到水平向右的外力F作用，F(xiàn)隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，即F=kt，其中k為已知常數(shù).若物體之間的滑動摩擦力（f）的大小等于最大靜摩擦力，且A、B的質量相等，則下列圖中可以定性地描述長木板B運動的v-t圖象的是【當堂清學】B第十四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期六馬鞍山中加雙語學校關磊

專題：滑塊-木板模型