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滑块与木板问题.ppt

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滑块与木板问题.ppt

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滑块与木板问题.ppt

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文档介绍

文档介绍:物理专题讲座 滑块与木板问题
chenzhs
考点1、板块的临界问题
【例1】木板M静止在光滑水平面上,木板上放着一个小滑块m,与木板之间的动摩擦因数μ,为了使得m能从M上滑落下来,求力F的大小范围。
F
M
m
(1)
chenzhs
解析:m与M刚要发生相对滑动的临界条件:①要滑动:m与M间的静摩擦力达到最大静摩擦力;②未滑动:此时m与M加速度仍相同。受力分析如图,先隔离m,由牛顿第二定律可得:a=μmg/m=μg
再对整体,由牛顿第二定律可得:F0=(M+m)a
解得:F0=μ(M+m) g
所以,F的大小范围为:F>μ(M+m)g
M
fm
F
m
fm
chenzhs
变式题
木板M静止在光滑水平面上,木板上放着一个小滑块m,与木板之间的动摩擦因数μ,为了使得m能从M上滑落下来,求力F的大小范围。
m
F
M
chenzhs
受力分析如图,先隔离M,由牛顿第二定律可得:a=μmg/M
再对整体,由牛顿第二定律可得:F0=(M+m)a
解得:F0=μ(M+m) mg/M
所以,F的大小范围为:F>μ(M+m)mg/M
M
fm
F
m
fm
小结:解此类题考察拉力作用在哪个物体上,先隔离没有拉力作用的另一物体,由临界条件求岀临界的加速度,再对受拉力作用的物体进行受力分析,根据牛顿第二定律求岀结果
chenzhs
同步练****br/>
,长方体物块A叠放在长方体物块B上,、B质量分别为mA=6kg,mB=2kg,A、B之间动摩擦因数μ=,开始时F=10N,此后逐渐增加,在增大到45N的过程中,则( ) <12N时,两物块均保持静止状态 ,当拉力超过12N时,开始相对滑动 ,但AB间存在静摩擦力,其中A对B的静摩擦力方向水平向右
A
F
B
答案:D
chenzhs
,在光滑水平面上有一小车A,其质量为mA=,小车上放一个物体B,其质量为mB=,如图(1)所示。给B一个水平推力F,,A、B开始相对滑动。如果撤去F,对A施加一水平推力F′,如图(2)所示,要使A、B不相对滑动,求F′的最大值Fm.
F
A
B
图(1)
F′
A
B
图(2)
答案:根据图(1),设A、B间的静摩擦力达到最大值fm时,:F=(mA+mB)a ①
fm=mAa ②
代入数值联立解得:fm= ③
根据图(2)设A、B刚开始滑动时系统的加速度为a',根据牛顿第二定律有:
fm=mBa' ④ Fm=(mA+mB)a' ⑤
联立解得:Fm= ⑥
F
A
B
图(1)
F′
A
B
图(2)
fm
fm
fm
fm
chenzhs
考点2、板块的动力学问题
【例2】如图所示,有一块木板静止在光滑水平面上,木板质量M=4kg,长L=,小滑块质量m=1kg,其尺寸远小于L,它与木板之间的动摩擦因数μ=,g=10m/s2,
(1)现用水平向右的恒力F作用在木板M上,为了使得m能从M上滑落下来,求F的大小范围.
(2)若其它条件不变,恒力F=,且始终作用在M上,求m在M上滑动的时间.
M
m
F
chenzhs
(2)当恒力F=,木板的加速度a2',由牛顿第二定律得F-f=Ma2'
解得:a2'=………④
设二者相对滑动时间为t,在分离之前
小滑块:x1=½ a1t2 …………⑤
木板:x1=½ a2't2 …………⑥
又有x2-x1=L …………⑦
解得:t=2s …………⑧
x1
F
x2
L
M
m
F
f
f
[解析](1)小滑块与木板间的滑动摩擦力 f=μFN=μmg=4N…………①
滑动摩擦力f是使滑块产生加速度的最大合外力,其最大加速度
a1=f/m=μg=4m/s2 …②
当木板的加速度a2> a1时,滑块将相对于木板向左滑动,直至脱离木板
F-f=m a2>m a1 F> f +m a1=20N …………③
即当F>20N,且保持作用一般时间后,小滑块将从木板上滑落下来。
chenzhs
小结:
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;
小结:解此类题考察拉力作用在哪个物体上,先隔离没有拉力作用的另一物体,由临界条件求岀临界的加速度,再对受拉力作用的物体进行受力分析,根据牛顿第二定律求岀结果
滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中,若