试题-全国-2018_2019年高考物理双基突破 专题16 动力学中滑块、皮带问题精讲.doc

1专题十六动力学中板—块模型、传送带问题（精讲）一、板—块模型1．模型特点：滑块（视为质点）置于长木板上，滑块和木板均相对地面运动，且滑块和木板在摩擦力的作用下发生相对滑动。2．两种位移关系：滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板向同一方向运动，则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度；若滑块和木板向相反方向运动，则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度。3．解题方法：整体法、隔离法。4．解题思路（1）审题建模：求解时，应先仔细审题，清楚题目的含义、分析清楚每一个物体的受力情况、运动情况。（2）求加速度：因题目所给的情境中至少涉及两个物体、多个运动过程，并且物体间还存在相对运动，所以应准确求出各物体在各运动过程的加速度（注意两过程的连接处加速度可能突变）。（3）明确关系：对滑块和滑板进行运动情况分析，找出滑块和滑板之间的位移关系或速度关系，建立方程。这是解题的突破口。特别注意滑块和滑板的位移都是相对地的位移。求解中更应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。状态板、块速度不相等板、块速度相等瞬间板、块共速运动方法隔离法假设法整体法步骤对滑块和木板进行隔离分析，弄清每个物体的受力情况与运动过程假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出一起运动的加速度，再用隔离法算出其中一个物体“所需要”的摩擦力Ff；比较Ff与最大静摩擦力Ffm的关系，若Ff>Ffm，则发生相对滑动将滑块和木板看成一个整体，对整体进行受力分析和运动过程分析临界条件①两者速度达到相等的瞬间，摩擦力可能发生突变②当木板的长度一定时，滑块可能从木板滑下，恰好滑到木板的边缘达到共同速度（相对静止）是滑块滑离木板的临界条件原理时间及位移关系式、运动学公式、牛顿运动定律、动能定理、功能关系等【题1】如图所示，薄板A长L＝5m，其质量M＝5kg，放在水平桌面上，板右端与桌边相齐。在A上距右端x＝3m处放一物体B（可看成质点），其质量m＝2kg。已知A、B间动摩擦因数μ1＝0.1，A与桌面间和B与桌面间的动摩擦因数均为μ2＝0.2，原来系统静止。现在在板的右端施加一大小一定的水平力F持续作用在A上直到将A从B下抽出才撤去，且使B最后停于桌的右边缘。求：（1）B运动的时间；（2）力F的大小。【答案】（1）3s（2）26N（2）设A的加速度为aA，则根据相对运动的位移关系得eq\f(1,2)aAteq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)aB1teq\o\al(2,1)＝L－x解得：aA＝2m/s2由牛顿第二定律得F－μ1mg－μ2（m＋M）g＝MaA代入数据得：F＝26N。5．求解“滑块—滑板”类问题的方法技巧（1）搞清各物体初态对地的运动和相对运动（或相对运动趋势），根据相对运动（或相对运动趋势）情况，确定物体间的摩擦力方向。（2）正确地对各物体进行受力分析，并根据牛顿第二定律确定各物体的加速度，结合加速度和速度的方向关系确定物体的运动情况。（3）速度相等是这类问题的临界点，此时往往意味着物体间的相对位移最大，物体的受力和运动情况可能发生突变。6．“一定、三分、两线、一关键”解决板块问题（1）一定：定研究对象；（2）三分析：受力分析、过程分析、状态分析，建立模型；（3）两条线：①利用牛顿运动定律和运动学规律解决运动学问题；②利用能量转化守恒的观点，解决板块问题中的功能转化问题。（4）一关键：每一过程的末速度是下一过程的初速度。题型1水平面上的滑块—滑板模型【题2】如图，一质量为mB＝2kg，长为L＝6m的薄木板B放在水平面上，质量为mA＝2kg的物体A（可视为质点）在一电动机拉动下从木板左端以v0＝5m/s的速度向右匀速运动。在物体带动下，木板以a＝2m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，此时牵引物体的轻绳的拉力F＝8N。已知各接触面间的动摩擦因数恒定，重力加速度g取10m/s2，求：经多长时间物体A滑离木板？（2）木板与水平面间的动摩擦因数为多少？（3）物体A滑离木板后立即取走物体A，木板能继续滑行的距离为多少？【答案】（1）2s（2）0.1（3）8m（2）A在B上滑动时，A匀速运动，则FfAB＝F＝8N设地面对B的滑动摩擦力为FfB1，则由牛顿第二定律得FfAB－FfB1＝mBa又FfB1＝μFNFN＝（mA＋mB）g解得μ＝0.1物体A滑离时B板的速度vB＝at0＝4m/sB板向前减速滑行过程中，由牛顿第二定律得μmBg＝mBaB解得aB＝μg＝1m/s2木板继续滑行的位移xB＝eq\f(v\o\al(2,B),2aB)＝8m。【题3】长为L＝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v0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v＝0.4m/s，然后A