高三物理滑塊木板模型主要有以下幾種:
1. 木板上有滑塊,并給滑塊一初速度,研究滑塊在木板上運動的過程,這種模型主要研究的是摩擦力做功與動能變化的關系。
2. 木板上固定了輕彈簧,滑塊從彈簧原長處下滑,研究滑塊在振動過程中的受力情況。
3. 木板上有兩個滑塊,兩個滑塊間用細繩連接,研究滑塊的運動情況。
4. 木板一端帶有滑輪,滑塊通過細繩與木版相連。
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問題:一個質量為 m 的滑塊(可以視為質點)以一定的初速度沿水平放置的木板開始滑動,已知木板的質量為 M,且滑塊和木板之間的動摩擦因數為 μ。試求滑塊在木板上滑動的加速度和木板受到的壓力。
解法:
首先,我們需要明確滑塊和木板之間的相互作用力,以及它們之間的運動關系。在這個問題中,我們可以將滑塊和木板看做一個系統,它們之間的相互作用力包括摩擦力和重力。
首先,滑塊受到木板的摩擦力作用,其大小為 f = μ(m + M)g,方向與滑塊的運動方向相反。由于滑塊和木板之間的相互作用力是相對運動引起的,因此它們之間的加速度也是相對的。
對于木板來說,它受到滑塊對其施加的摩擦力和地面的摩擦力(因為木板與地面之間沒有相對運動)。因此,木板受到的合外力為 f' + f地 = f + (M + m)a地,其中 a地 是木板受到的地面摩擦力引起的加速度。
由于木板是靜止的,因此它的合外力等于零。將 f 代入上式可得 a地 = -μ(m + M)g/M。
接下來,我們可以根據牛頓第二定律求出滑塊在木板上滑動的加速度 a。根據牛頓第二定律,滑塊的加速度等于滑塊受到的摩擦力與其質量的比值,即 a = f/m = -μg(m + M)/M。
最后,我們還需要求解木板受到的壓力。根據牛頓第三定律,木板受到的壓力等于滑塊對其施加的摩擦力與滑塊質量的比值,即 N = f/m = -μ(M + m)g。
總結:在這個問題中,我們通過分析滑塊和木板之間的相互作用力和運動關系,利用牛頓第二定律和牛頓第三定律求解了滑塊在木板上滑動的加速度和木板受到的壓力。
希望這個例題能夠幫助你理解滑塊木板問題!