滑块-----滑板模型专题【模型分析】相互作用:滑块之间的摩擦力分析相对运动:具有相同的速度时相对静止。两相互作用的物体在速度相同,但加速度不相同时,两者之间同样有位置的变化,发生相对运动。通常所说物体运动的位移、速度、加速度都是对地而言的。在相对运动的过程中相互作用的物体之间位移、速度、加速度、时间一定存在关联。它就是我们解决力和运动突破口。求时间通常会用到牛顿第二定律与运动学公式。求位移通常会用到牛顿第二定律加运动学公式或动能定理,应用动能定理时研究对象为单个物体或可以看成单个物体的整体。求速度通常会用到牛顿第二定律加运动学公式或动能定理。[模型概述](1)滑板——滑块模型的特点①滑块未必是光滑的.②板的长度可能是有限的,也可能是足够长的(无限长).③板的上、下表面可能都存在摩擦,也可能只有一个面存在摩擦,还可能两个面都不存在摩擦.(2)滑板——滑块模型常用的物理规律匀变速直线运动规律、牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律、能的转化和守恒定律、功能关系等.[模型指导](1)两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和滑板同向运动,位移之差等于板长;反向运动时,位移之和等于板长.(2)解题思路例.如图1所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B,A、B间的最大静摩擦力为μmg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。分析:为防止运动过程中A落后于B(A不受拉力F的直接作用,靠A、B间的静摩擦力加速),A、B一起加速的最大加速度由A决定。解答:物块A能获得的最大加速度为:.∴A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为:.变式1.例中若拉力F作用在A上呢?如图2所示。解答:木板B能获得的最大加速度为:。∴A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为:.变式2.在变式1的基础上再改为:B与水平面间的动摩擦因数为(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力),使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。解答:木板B能获得的最大加速度为:设A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为Fm,则:解得:练习:如图3所示,质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒力F,F=8N,当小车速度达到1.5m/s时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小。(g取10m/s2)解答:物体放上后先加速:a1=μg=2m/s2此时小车的加速度为:当小车与物体达到共同速度时:v共=a1t1=v0+a2t1解得:t1=1s,v共=2m/s以后物体与小车相对静止:( ,物体不会落后于小车)物体在t=1.5s内通过的位移为:s=a1t12+v共(t-t1)+a3(t-t1)2=2.1m典例:一长木板在水平地面上运动,在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木板运动的速度-时间图像如图所示。己知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦.物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g=10m/s2求:(1)物块与木板间;木板与地面间的动摩擦因数:(2)从t=0时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小.解析:(1)由图可知,当t=0.5s时,物块与木板的共同速度为v1=1m/sT=0.5s前,物块相对于木板向后滑动,设物块与木板间动摩擦因数为μ1,木板与地面间动摩擦因数为μ2对物块:加速度a1=μ1mgm=μ1g又据a=v1t得:μ1g=v1t=2m/s则μ1=0.2对木板:加速度为a2=−2μ2mg+μ1mgm=−2μ2g−μ1g=−(2μ2g+2)据a=v1-v0t得:−(2μ2g+2)=v1-v0t=-8则μ2=0.3(2)t=0.5s前,a1=μ1mgm=2m/sa2=v1-v0t=−(2μ2g+2)=-8m/s2,木板对地位移为x1=v12−v022a2=1.5m当t=0.5s时,具有共同速度v1=1m/s,t=0.5s后物块对地速度大于木板对地速度,此时物块相对于木板响枪滑动,摩擦力方向改变。木板加速度:a3=−2μ2mg−μ1mgm=−(2μ2g−μ1g)=−2μ2g+2=-4m/s2位移为x2=0−v122a3=18m物块加速度大小不变,但方向改变,a1¿=-a1=-2m/s2当木板速度为零时;由于μ1mg<2μ2mg=fmax,故木板静止而物块仍在木板上以a1的加速度做减速滑动,最后静止在木板上...