板塊模型課件

滑板物塊模型板塊模型什么是物理模型

模型就是通過(guò)對(duì)問題現(xiàn)象的分解，利用我們考慮得來(lái)的原理吸收一切主要因素，略去一切不主要因素，所創(chuàng)造出來(lái)的一幅圖畫……

錢學(xué)森

板塊模型1.板、塊均運(yùn)動(dòng)，研究對(duì)象有兩個(gè)2.板塊有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，v、a往往不同3.板塊之間有相互作用，需判斷的Ff4.板塊空間位置和時(shí)間上有關(guān)聯(lián)板塊問題難點(diǎn)板塊模型例題1：如圖所示，光滑水平面上有一塊木板，質(zhì)量M=1.0Kg，長(zhǎng)度L=1.0m，在木板的最左端有一小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），m=1.0Kg，小滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3.開始時(shí)它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)，某時(shí)刻起對(duì)小滑塊施加一個(gè)F=8.0N水平向右的恒力，此后小滑塊將相對(duì)木板滑動(dòng)，取g=10m/s2求（1）小滑塊離開木板時(shí)速度；（2）假設(shè)只改變M、m、μ、F中一個(gè)物理量的大小，使得小滑塊速度總是木板速度的2倍，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算確定改變后的那個(gè)物理量的數(shù)值（只要提出一種方案即可）FM板塊模型練習(xí)：如圖所示，一足夠長(zhǎng)的木板靜止在光滑水平面上，一物塊靜止在木板上，木板和物塊間有摩擦?，F(xiàn)用水平力向右拉木板，當(dāng)物塊相對(duì)木板滑動(dòng)了一段距離但仍有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，撤掉拉力，此后木板和物塊相對(duì)于水平面的運(yùn)動(dòng)情況為（）A．物塊先向左運(yùn)動(dòng)，再向右運(yùn)動(dòng)木板物塊拉力B．物塊向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸增大，直到做勻速運(yùn)動(dòng)C．木板向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸變小，直到做勻速運(yùn)動(dòng)D．木板和物塊的速度都逐漸變小，直到為零答案：BC板塊模型作業(yè)板塊模型1.如圖所示，有一塊木板靜止在光滑且足夠長(zhǎng)的水平面上，木板質(zhì)量M＝4kg，長(zhǎng)L＝1.4m，木板右端放著一個(gè)小滑塊．小滑塊質(zhì)量為m＝1kg，其尺寸遠(yuǎn)小于L.小滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，g＝10m/s2.(1)現(xiàn)用恒力F作用于木板M上，為使m能從M上滑落，F(xiàn)的大小范圍是多少？(2)其他條件不變，若恒力F＝22.8N且始終作用于M上，最終使m能從M上滑落，m在M上滑動(dòng)的時(shí)間是多少？板塊模型[答案]

(1)F>20N

(2)2s[解析]

(1)小滑塊與木塊間的滑動(dòng)摩擦力Fμ＝μFN＝μmg.小滑塊在滑動(dòng)摩擦力Fμ作用下向右做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a1＝＝μg＝4m/s2.木板在拉力F和滑動(dòng)摩擦力Fμ作用下向右做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a2＝，使m能從A上滑落的條件為a2>a1，即>，解得F>μ(M＋m)g＝20N.(2)設(shè)m在M上面滑行的時(shí)間為t，恒力F＝22.8N，木板的加速度a2＝＝4.7m/s2，小滑塊在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移s1＝a1t2，木板在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移s2＝a2t2，又s2－s1＝L，解得t＝2s.板塊模型2.如圖所示，質(zhì)量M=8kg的小車放在光滑的水平面上，在小車右端加一水平恒力F，F(xiàn)=8N，當(dāng)小車速度達(dá)到1．5m/s時(shí)，在小車的前端輕輕放上一大小不計(jì)、質(zhì)量m=2kg的物體，物體與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0．2，小車足夠長(zhǎng)，求物體從放在小車上開始經(jīng)t=1．5s通過(guò)的位移大小。（g取10m/s2）板塊模型解答：物體放上后先加速：a1=μg=2m/s2

此時(shí)小車的加速度為：

當(dāng)小車與物體達(dá)到共同速度時(shí)：

v共=a1t1=v0+a2t1

解得：t1=1s

，v共=2m/s

以后物體與小車相對(duì)靜止：（∵，物體不會(huì)落后于小車）

物體在t=1．5s內(nèi)通過(guò)的位移為：s=a1t12+v共（t－t1）+a3（t－t1）2=2．1m板塊模型3.如圖所示，木板長(zhǎng)L＝1.6m，質(zhì)量M＝4.0kg，上表面光滑，下表面與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.4.質(zhì)量m＝1.0kg的小滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))放在木板的右端，開始時(shí)木板與物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)給木板以向右的初速度，取g＝10m/s2，求：(1)木板所受摩擦力的大??；(2)使小滑塊不從木板上掉下來(lái)，木板初速度的最大值．板塊模型[解析]

(1)木板與地面間壓力大小等于(M＋m)g①故木板所受摩擦力Ff＝μ(M＋m)g＝20N②(2)木板的加速度a＝5m/s2③滑塊靜止不動(dòng)，只要木板位移小于木板的長(zhǎng)度，滑塊就不掉下來(lái)，根據(jù)v2－0＝2ax得v0＝＝4m/s④即木板初速度的最大值是4m/s.板塊模型4．長(zhǎng)為1.5m的長(zhǎng)木板B靜止放在水平冰面上，小物塊A以某一初速度從木板B的左端滑上長(zhǎng)木板B，直到A、B的速度達(dá)到相同，此時(shí)A、B的速度為0.4m/s，然后A、B又一起在水平冰面上滑行了8.0cm后停下．若小物塊A可視為質(zhì)點(diǎn)，它與長(zhǎng)木板B的質(zhì)量相同，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.25．求：（取g=10m/s2）（1）木塊與冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)．（2）小物塊相對(duì)于長(zhǎng)木板滑行的距離．（3）為了保證小物塊不從木板的右端滑落，小物塊滑上長(zhǎng)木板的初速度應(yīng)為多大？AvB板塊模型解析：（1）A、B一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，受冰面對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力，做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度解得木板與冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.10（2）小物塊A在長(zhǎng)木板上受木板對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力，做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度a1=μ1g=2.5m/s2小物塊A在木板上滑動(dòng)，木塊B受小物塊A的滑動(dòng)摩擦力和冰面的滑動(dòng)摩擦力，做勻加速運(yùn)動(dòng)，有μ1mg－μ2(2m)g=ma2解得加速度a2=0.50m/s2設(shè)小物塊滑上木板時(shí)的初速度為v10，經(jīng)時(shí)間t后A、B的速度相同為v由長(zhǎng)木板的運(yùn)動(dòng)得v=a2t，解得滑行時(shí)間小物塊滑上木板的初速度v10=v＋a1t=2.4m/sA在B上滑動(dòng)的距離為板塊模型（3）小物塊A滑上長(zhǎng)木板的初速度越大，它在長(zhǎng)木板B上相對(duì)木板