用动力学观点处理板块问题

《用动力学观点处理板块问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、用动力学观点处理板块摩擦拖动问题辽宁锦州北镇第三高级中学田伟在高中物理动力学部分，我们经常遇到小滑块与长木板之间通过摩擦力拖动相对滑动的问题。我们通常把小滑块和长木板组成的相互作用的系统称为板块模型，它渗透力与运动，动量与能量，摩擦生热等高中重要的物理知识，培养学生，透过不同的问题，掌握问题的本质，能培养学生的发散思维能力，培养学生情景变换能力；它是高中物理的重要题型，是学生难以解决的问题之一，也是高考考察的重点和难点问题解决此类问题可以用力和运动的关系、功能关系和动能定理、动量守恒定律与能量守恒定律等知识来处理。下面就从动力学角度，也就是运用牛顿运动定律和运动学公式解

2、决板块类问题。不论是哪种情况，受力分析和运动过程分析是解决问题的关键；而分析过程，必须搞清加速度、速度、位移的关系。（1）加速度关系：加速度关系是找出滑块是否发生相对滑动的隐含条件。如果滑块间没有发生相对运动，就用整体法；如果滑块间发生相对运动，就用隔离法（2）速度关系：第一，滑块间发生相对运动时，搞清滑块的速度关系，从而确定滑块受到的摩擦力；第二，应当注意滑块速度相同时，摩擦力会发生突变的情况。（3）位移关系：滑块叠放在一起运动时，应仔细分析各个滑块的运动过程，认清滑块对地的位移和滑块之间的相对位移之间的关系这些关系都是解题过程中列方程所必需的，各种关系找到了，自然也

3、就容易列出所需的方程了。板块问题模型中会涉及地面是否光滑、木块是否具有初速度、板块系统是否受外力作用等各种情况一．小木块以一定初速度，滑上光滑水平面上一个静止的长木板类问题。由于木块与木板间有摩擦力，小木块一定做减速运动，木板一定做加速运动。最终结果有两种可能：一是二者保持相对静止一起匀速运动；二是小木块从木板另一端滑下，滑下后都做匀速直线运动例1.如图所示质量为M的木板静止在光滑水平面上，一质量m为长度可忽略的小木块以速度v0水平地沿木板的表面向右滑行，已知二者间动摩擦因数为μ，求（1）.木板至少多长小木块才不会掉下来（2）.木块在木板上运动了多长时间?例2.如图，在

4、光滑的水平台子上静止着一块长L=50cm质量为1kg的木板，另有一块质量为1kg的铜块，铜块的底面边长较小，相对于50cm的板长可略去不计。在某一时刻，铜块以3m/s的瞬时速度滑上木板，问铜块和木板间的动摩擦因数至少是多大铜块才不会从板的右端滑落？（设平台足够长，木板在这段时间内不会掉落）（g取10m/s2）例3.一块质量为M长为L的长木板，静止在光滑水平桌面上，一个质量为m的小滑块以水平速度v0从长木板的一端开始在木板上滑动，直到离开木板，滑块刚离开木板时的速度为．若把此木板固定在水平桌面上，其他条件相同．求：（1）求滑块离开木板时的速度v；（2）若已知滑块和木板之间

5、的动摩擦因数为μ，求木板的长度．v0Mm二．小木块以一定初速度，滑上粗糙水平面上一个静止的长木板类问题（小木块与木板间动摩擦因数为μ1，木板与地面间动摩擦因数为μ2）.此类问题注意两点：一是木块刚滑上木板时，木板是否能动，要由使木板运动的力和木板与地面间的最大静摩擦力大小关系决定；二是小木块与木板二者速度相同时能否相对静止，由木板的实际加速度与木板对小木块的最大静摩擦力产生的加速度的大小关系决定例4.如图所示，一足够长的木板B静止在水平地面上，有一小滑块A以V0=2m/s的水平初速度冲上该木板。已知木板的质量是小滑块质量的2倍，木板与小滑块见得动摩擦因数为μ1=0.5，

6、木板与水平地面间的动摩擦因数为μ2=0.1，取g=10m/s2。求小滑块相对木板滑行的位移是多少三．小木块以一定初速度，滑上粗糙水平面上一个也以一定速度运动的长木板类问题（小木块与木板间动摩擦因数为μ1，木板与地面间动摩擦因数为μ2）.四.木板在水平外力作用下拖动木块运动例.如图所示，质量为M=4kg长度L=10米的长木板B放在光滑水平地面上，在木板的最右端放一质量为m=2kg的大小可忽略物块A．物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4，开始时A、B都处于静止状态，取g=10m/s2。（1）现用一水平力6N作用在木板上，木板与木块的加速度各是多少？（2）若要将木块从木板上抽

7、下来，则加在木板上的力至少多大（3）若加在水平木板上的力大小为40N，要使木块从木板上掉下来，力F作用至少多长时间？例.如图所示，质量为m=5kg的长木板放在水平地面上，在木板的最右端放一质量也为m=5kg的物块A．木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.3，物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.2．现用一水平力F=60N作用在木板上，使木板由静止开始匀加速运动，经过t=1s，撤去拉力．设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．（g取10m/s2）求：（1）拉力撤去时，木板的速度大小．（2）要使物块不从木板上掉下，木板的长度至少多大．（3）在满足