用動力學(xué)觀點和能量觀點求解滑塊滑板問題

第五章機械能校訓(xùn)：誠樸健美篤學(xué)奮進教風：立言立行立德立功長沙市周南中學(xué)ChangShaShihouNanhongue專題：用動力學(xué)觀點和能量觀點解決“滑塊-滑板”問題肖春平物理一輪復(fù)習專題考情分析“滑塊—滑板”問題，具有涉及考點多（運動學(xué)公式、牛頓運動定律、功能關(guān)系等），情境豐富，設(shè)問靈活，解法多樣，思維量高等特點，是一類選拔功能極強的試題，也是高考中力學(xué)?？嫉脑囶}。1、模型特點：滑塊—滑板模型兩個及兩個以上的物體疊放，并且在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對滑動。2、模型類型：a系統(tǒng)不受外力型b系統(tǒng)受外力型3、分析方法：受力分析運動分析做功和能量的轉(zhuǎn)化分析1運動學(xué)公式；2牛頓運動定律；3動能定理；4、規(guī)律應(yīng)用:題型一：系統(tǒng)不受外力【例1】如圖所示，一質(zhì)量為m=2g的滑塊（可視為質(zhì)點）被彈簧從一個彈射系統(tǒng)中彈出，以6m/s的速度，向右滑上一質(zhì)量為M=4g的靜止在光滑水平面上足夠長的滑板，m、M間動摩擦因數(shù)為μ=02。Mmv01滑塊滑上滑板時，滑塊和滑板在水平方向上各受什么力，大小如何？方向向哪？2滑塊和滑板各做什么運動？加速度各是多大？32s末滑塊和滑板的速度分別是多少？42s末滑塊和滑板的位移分別是多少？相對位移是多少？5整個過程中，滑塊和滑板系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量題型一：系統(tǒng)不受外力1滑塊滑上滑板時，滑塊和滑板在水平方向上各受什么力，大小如何？方向向哪？2滑塊和滑板先各做什么運動？加速度各是多大？滑塊做勻減速運動，-μmg=ma1,得a1=-μg=-2m/s2滑板做勻加速運動,μmg=Ma2,得a2=1m/s2最后一起做勻速運動。Mmv0對滑塊：受到滑動摩擦力，大小為：μmg=4N,方向向左，對滑板：受到滑動摩擦力，大小為：μmg=4N，方向向右?！纠?】如圖所示，一質(zhì)量為m=2g的滑塊（可視為質(zhì)點）被彈簧從一個彈射系統(tǒng)中彈出，以6m/s的速度，向右滑上一質(zhì)量為M=4g的靜止在光滑水平面上足夠長的滑板，m、M間動摩擦因數(shù)為μ=02。題型一：系統(tǒng)不受外力

Mmv032s末滑塊和滑板的速度分別是多少？對滑塊：v3=v0-a1t2=2m/s對滑板：v4=a2t2=2m/s42s末滑塊和滑板的位移分別是多少？相對運動位移是多少？【例1】如圖所示，一質(zhì)量為m=2g的滑塊（可視為質(zhì)點）被彈簧從一個彈射系統(tǒng)中彈出，以6m/s的速度，向右滑上一質(zhì)量為M=4g的靜止在光滑水平面上足夠長的滑板，m、M間動摩擦因數(shù)為μ=02。題型一：系統(tǒng)不受外力Mmv05從滑上木板到最后一起勻速運動，滑塊和滑板系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量【例1】如圖所示，一質(zhì)量為m=2g的滑塊（可視為質(zhì)點）被彈簧從一個彈射系統(tǒng)中彈出，以6m/s的速度，向右滑上一質(zhì)量為M=4g的靜止在光滑水平面上足夠長的滑板，m、M間動摩擦因數(shù)為μ=02。解此類題的基本步驟1分別對滑塊和木板進行受力分析2分別對滑塊和木板進行運動情況分析，畫運動過程的示意圖3選擇恰當?shù)奈锢硪?guī)律求解解題關(guān)鍵：找出物體之間的位移（路程）關(guān)系或速度關(guān)系是解題的突破口。題型二：系統(tǒng)受外力【例2】如圖，質(zhì)量M＝8g的小車停放在光滑水平面上，在小車右端施加一水平恒力F＝80＝3m/s時，在小車的右端輕放一質(zhì)量m＝2g的小物塊，物塊與小車間的動摩擦因數(shù)μ＝02，假定小車足夠長，g＝10m/s2求：解析1根據(jù)牛頓第二定律得：對物塊：μmg＝ma1，解得：a1＝2m/s2對小車：F－μmg＝Ma2，解得：a2＝05m/s21小物塊放上后，物塊和小車的加速度分別為多少；2經(jīng)過多長時間物塊與小車達到相同速度，此時物運動的位移大??；（2）設(shè)經(jīng)過t1時間物塊與小車的速度相等，則有：a1t1＝v0＋a2t1，代入數(shù)據(jù)解得：t1＝2s，共同的速度大小為：v＝a1t1＝4m/s；3從小物塊放在車上開始經(jīng)過t0＝30s摩擦力對小物塊所做的功t1后M、m有相同的加速度，對M、m整體有：F＝M＋ma3，解得：a3＝08m/s2，物塊受到的摩擦力為：Ff＝ma3＝16N，t1時間內(nèi)物塊運動位移1=4m此t2＝t0－t1＝1s運動的位移為：所以摩擦力做的功為：W＝μmg1＋Ff2＝2304J方法二：摩擦力對小物塊做功等于物塊動能的增量【例2】如圖，質(zhì)量M＝8g的小車停放在光滑水平面上，在小車右端施加一水平恒力F＝80＝3m/s時，在小車的右端輕放一質(zhì)量m＝2g的小物塊，物塊與小車間的動摩擦因數(shù)μ＝02，假定小車足夠長，g＝10m