专题：滑块—木板模型.doc

专题：滑块—木板模型

专题：滑块—木板模型
1．建模指导
解此类题的基本思路：（1）分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度；（2）对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方程。特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移。
2．模型特征
上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动。
3．思维模板

4．分析滑块—木板模型问题时应掌握的技巧
（1）分析题中滑块、木板的受力情况，求出各自的加速度。
（2）画好运动草图，找出位移、速度、时间等物理量间的关系。
（3）知道每一过程的末速度是下一过程的初速度。
（4）两者发生相对滑动的条件：（1）摩擦力为滑动摩擦力。（2）二者加速度不相等。
5． 滑块—木板模型临界问题的求解思路

【典例精析1】如图甲所示，光滑的水平地面上放有一质量为M、长为的木板。从时刻开始，质量为的物块以初速度从左侧滑上木板，同时在木板上施一水平向右的恒力，已知开始运动后内两物体的图线如图乙所示，物块可视为质点，，下列说法正确的是

A．木板的质量
B．物块与木板间的动摩擦因数为
C．时，木板的加速度为
D．时，木板的速度为
【典例精析2】如图所示，质量M=8.0 kg、长L=2.0 m的薄木板静置在光滑水平地面上，且木板不固定。质量m=0.40kg的小滑块（可视为质点）以速度v0从木板的左端冲上木板。已知滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.20，（假定滑块与木板之间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取10 m/s2。）
（1）若v0=2.1 m/s，从小滑块滑上长木板，到小滑块与长木板相对静止，小滑块的位移是多少？
（2）若v0=3.0 m/s，在小滑块冲上木板的同时，对木板施加一个水平向右的恒力F，如果要使滑块不从木板上掉下，力F应满足什么条件？

【典例精析3】如图1所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B，A、B间的最大静摩擦力为μmg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，求拉力F的最大值。

变式： 在【典例精析3】的基础上再改为：B与水平面间的动摩擦因数为（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），使A、B以同一加速度运动，求拉力F的最大值。

【典例精析4】如图所示，有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上，木板质量为M=4kg，长为L=1.4m；木板右端放着一小滑块，小滑块质量为m=1kg，其尺寸远小于L。小滑块与木板之间的动摩擦因数为
（1）现用恒力F作用在木板M上，为了使得m能从M上面滑落下来，问：F大小的范围是什么？
（2）其它条件不变，若恒力F=22.8牛顿，且始终作用在M上，最终使得m能从M上面滑落下来。问：m在M上面滑动的时间是多大？

基础篇
1．如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与水平面间动摩擦因数为，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g。现对物块施加一水平向右的拉力F，则木板加速度a大小可能是

A．a=μg B． C． D．
2.一质量为m2,长为L的长木板静止在光滑水平桌面上。一质量为m1的小滑块以水平速度v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v0/3。已知小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ，求：
（1）小滑块刚离开木板时，木板在桌面上运动的位移？
（2）小滑块刚离开木板时木板的速度为多少？

3.如图所示，质量为M=1kg的长木板，静止放置在光滑水平桌面上，有一个质量为m=0．2kg，大小不计的物体以6m/s的水平速度从木板左端冲上木板，在木板上滑行了2s后与木板相对静止。试求：（g取10m/s2）
⑴ 木板获得的速度
⑵ 物体与木板间的动摩擦因数 v
m M

4.如图所示，长木板A在光滑的水平面上向左运动，vA＝1．2m／s．现有小物体B(可看作质点)从长木板A的左端向右水平地滑上小车，vB＝1．2m／s，A、B间的动摩擦因数是0．1，B的质量是A的3倍．最后B恰好未滑下A，且A，B以共同的速度运动，g=10m／s2．求：
(1)A，B共同运动的速度的大小；
(2)A向左运动的最大位移；
(3)长木板的长度．

5．长为1.5m的长木板B静止放在水平冰面上，小物块A以某一初速度从木板B的左端滑上长木板B，直到A、B的速度达到相同，此时A、B的速度为0.4m/s，然后A、B又一起在水平冰面上滑行了8.0cm后停下．若小物块A可视为质点，它与长木板B的质量相同，A、B间的动摩擦因数μ1=0.25．求：（取g=10m/s2）
（1）木块与冰面的动摩擦因数．
（2）小物块相对于长木板滑行的距离．
（3）为了保证小物块不从木板的右端滑落，小物块滑上长木板的初速度应为多大？
A
v
B

[提升篇]
6如图所示，质量为M＝2 kg的长木板静止在光滑水平面上，现有一质量m＝1 kg的小滑块（可视为质点）以v0＝3.6 m/s的初速度从左端沿木板上表面冲上木板，带动木板一起向前滑动。已知滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g取10 m/s2。求：
（1）滑块在木板上滑动过程中，长木板受到的摩擦力大小f和方向；
（2）滑块在木板上滑动过程中，滑块相对于地面的加速度大小；
（3）若长木板足够长，滑块与长木板达到的共同速度v。

7.如图所示，长为L=6 m、质量M=4 kg的长木板放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略，质量为m=1 kg的物块，物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4，开始时物块与木板都处于静止状态，现对物块施加方向水平向右的恒定拉力F作用，取g=10 m/s2。
（1）为使物块与木板发生相对滑动，恒定拉力至少为多少；
（2）若F=8 N，求物块从木板左端运动到右端经历的时间；