模型七、滑塊——木板模型【模型概述】上、下疊放兩個物體,而且兩物體在磨擦力的互相作用下發生相對滑動.【模型解題】△基本思路(1)剖析滑塊和木板的受力情況,依據牛頓第二定理分別求出滑塊和木板的加速度,注意兩過程的聯接處加速度可能突變(2)對滑塊和木板進行運動情況剖析,找出滑塊和木板之間的位移關系或速率關系,構建多項式。非常注意滑塊和木板的位移都是相對地面的位移。△易失分點(1)不清楚滑塊、滑板的受力情況,求不出各自的加速度。(2)不清楚物體間發生相對滑動的條件。【模型訓練】【例1】如圖甲所示,一足夠長的質量為的木板靜止在水平面上,時刻質量也為的滑塊從板的上端以初速率水平往右滑行。若時間內滑塊加速度大小為,時間內滑塊加速度大小為。滑塊與木板、木板與地面的動磨擦質數分別為、,且最大靜磨擦力等于滑動磨擦力。滑塊運動的圖象如圖乙所示,則有()A.B.C.D.變式1.1如圖所示,一足夠長的質量為m的木板靜止在水平面上,t=0時刻質量也為m的滑塊從板的上端以速率水平往右滑行,滑塊與木板,木板與地面的磨擦質數分別為、且最大靜磨擦力等于滑動磨擦力。滑塊的圖象如圖所示,則有()A.=B.
已知滑塊和長木板在運動過程中的v-t圖象如圖乙所示,則木板與滑塊的質量之比M︰m為()A.1︰2B.2︰1C.1︰3D.3︰1【例2】如圖所示,質量、長的長木板P靜止在足夠大的光滑水平面上,一質量的滑塊Q(可視為質點)以初速率從右側與木板等高的平臺滑上長木板高中物理滑塊木板模型,與此同時給長木板右端施加一水平恒力。已知滑塊與木板間的動磨擦質數,最大靜磨擦力等于滑動磨擦力,重力加速度。下述說法中正確的是()A.木板對滑塊的磨擦力方向仍舊不變B.滑塊在木板上運動的加速度仍然不變C.滑塊距離木板右端近來時到木板右端的距離為D.滑塊在木板上相對滑動的時間為變式2.1如圖甲所示,足夠長的木板B靜放在光滑水平面上高中物理滑塊木板模型,其上放置小滑塊A。木板B遭到隨時間t變化的水平拉力F作用時,用傳感測出木板B的加速度a,得到如圖乙所示的a-F圖象,已知g取10m/s2,則()A.滑塊A的質量為4kgB.木板B的質量為2kgC.當F=10N時木板B加速度為4m/s2D.滑塊A與木板B間動磨擦質數為0.1變式2.2如圖所示,質量的小滑塊(可視為質點)置于木板的右端,木板質量為,與水平地面和滑塊間的動磨擦質數皆為,最大靜磨擦力等于滑動磨擦力,開始時木板與物塊均處于靜止狀態,現給木板加一水平往右的恒力F,重力加速度,則()A.當拉力F等于18N時,滑塊和木板一起勻速運動B.當拉力F等于24N時,滑塊和木板一起勻速運動C.當拉力F等于30N時,滑塊和木板一起加速運動D.當拉力F等于36N時,滑塊和木板發生相對滑動【例3】如圖所示,長木板靜止在光滑水平面上,上表面OA段光滑,OB段粗糙,上端固定一輕質彈簧,右端用不可伸長的輕繩聯接于豎直墻壁。
可視為質點的小滑塊以速率v從O點向左運動并壓縮彈簧,彈簧壓縮至某厚度時輕繩被扭斷,最終小滑塊沒有從長木板上掉落。關于上述過程,下述說法正確的是()A.輕繩被扭斷頓時,滑塊的速率最小B.長木板與滑塊最終一起運動的速率等于vC.彈簧彈力對系統做負功,滑塊、木板和彈簧組成的系統機械能降低D.磨擦力對系統做負功,滑塊、木板和彈簧組成的系統機械能降低變式3.1如圖所示,質量為的長木板靜止在光滑水平面上,上表面段光滑,段粗糙且長為,上端處固定輕質彈簧,兩側用不可伸長的輕繩聯接于豎直墻壁,輕繩所能承受的最大拉力為。質量為的小滑塊以速率從A點向左滑動壓縮彈簧,彈簧的壓縮量達最大時細繩剛好被扭斷,再過一段時間后長木板停止運動,小滑塊恰未掉落。則(??)A.細繩被扭斷頓時木板的加速度大小為B.細繩被扭斷頓時彈簧的彈性勢能為C.彈簧恢復原長時滑塊的動能為D.滑塊與木板間的動磨擦質數為變式3.2如圖所示,質量為M的木板靜止在足夠大的光滑水平面上,木板長為,上端O處固定一輕質彈簧(其寬度相對于木板可忽視不計),兩側用不可伸長的輕繩聯接于豎直墻壁,質量為m的滑塊P(視為質點)以速率v0從木板正中間向左滑動壓縮彈簧,彈簧的壓縮量最大時輕繩剛好被扭斷,此時木板、滑塊的速率均為零,最終滑塊P剛好未從木板上掉落。重力加速度大小為g。則()A.滑塊P與木板間的動磨擦質數為B.彈簧的最大彈性勢能為C.彈簧的最大彈性勢能為D.最終木板的速率大小為【例4】如圖所示,在光滑水平面上有一塊足夠長的長木板A,長木板A上放