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“滑塊木板”模型專題復習的素材選擇與應用-全文預覽

2025-05-07 12:23 上一頁面

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【正文】 當μ1m1g>μ2(m1+m2)g時,A、B受力如圖所示Ⅰ.如果0≤F≤μ2(m1+m2)g,A、B均靜止不動,AB之間靜摩擦力大小等于B地之間靜摩擦力大小==F;Ⅱ.如果μ2(m1+m2)g<F≤,A、B一起向右做勻加速直線運動,共同加速度為。換句話說,只有μ1m1g>μ2(m1+m2)g時,A才有可能把B帶動。在滿足這個條件的前提下,設A在B上滑動的時間是t,如圖所示,它們的位移關系是即,由此可以計算出時間t?!緟⒖冀獯稹俊纠?】【分析與解答】綜上分析可知,可能出現(xiàn)以下三種情況:①當0≤F≤μ2(m1+m2)g時,A、B均靜止不動,AB之間摩擦力為=0;②當μ2(m1+m2)g<F≤(μ1+μ2)(m1+m2)g時,A、B一起向右做勻加速直線運動,共同加速度為,0<a≤μ1g。選擇題、實驗題、材料題、計算綜合題等,說明各類題型特點,進行解題方法指導。專題設計要盡量精簡,突出主干知識,滲透學科的基本思想和方法。整體法與隔離法相結合,利用接觸面間的靜摩擦力存在最大值(近似等于滑動摩擦力)這個臨界條件來分析判定是否出現(xiàn)相對滑動;然后利用動力學規(guī)律和能量觀點求出相關的待求量。(1)求1s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物塊的速度;(2)在同一坐標系中畫出0~3s內木板和物塊的v—t圖象,據(jù)此求0~3s內物塊相對于木板滑過的距離。A、B之間的動摩擦因數(shù)μ1=,B與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ2=,最大靜摩擦力與滑動摩擦力視為相等,重力加速度g取10m/s2。足夠長的工作平臺上有一小孔A,一定長度的操作板(厚度可忽略不計)靜止于小孔的左側,某時刻開始,零件(可視為質點)被無初速度地放上操作板中點,同時操作板在電動機帶動下向右做勻加速直線運動直至運動到A孔的右側(忽略小孔對操作板運動的影響),最終零件運動到A孔時速度恰好為零,并由A孔下落進入下一道工序。桌布的一邊與桌的AB邊重合,如圖?,F(xiàn)用水平力向右拉木板,當物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運動時,撤掉拉力,此后木板和物塊相對于水平面的運動情況為( )A. 物塊先向左運動,再向右運動B. 物塊向右運動,速度逐漸增大,直到做勻速運動C. 木板向右運動,速度逐漸變小,直到做勻速運動D. 木板和物塊的速度都逐漸變小,直到為零,質量為m1木塊A(可視為質點)和質量為m2的木板B都靜止在地面上,A在B的右端。物塊用勁度系數(shù)k=25N/m的彈簧拴住,彈簧的另一端固定。不過,無論是什么力做功,是哪些形式的能量在相互轉化,機械能是否守恒,各種形式的能量總和不變,這就是能的轉化和守恒定律。但一對相互作用的靜摩擦力做功的代數(shù)和總為零,因為作用力與反作用力總是同時存在、等大反向,而且靜摩擦力總是發(fā)生在相對靜止的兩物體接觸面之間,要么兩物體(對地)都靜止,這一對相互作用的靜摩擦力都不做功,總功為零;要么兩物體(對地)在摩擦力的方向上有相同的(分)位移,這一對相互作用的靜摩擦力其中一個做正功,另一個必做等值的負功,總功也為零。所以,重力或彈性力做功并不會改變系統(tǒng)的機械能。不同的力做的功量度的是不同形式的能量轉化。與例2相似,可以用動力學觀點(牛頓運動定律和運動學公式)求解,也可以用動量能量觀點求解。已知B與A之間的動摩擦因數(shù)是A與地面間動摩擦因數(shù)的4倍。(g=10m/s2)【思路點撥】與例1相比較,本題可以看成是例1中的一種特殊情況:即μ2=0,μ1=μ,F(xiàn)>μ(m1+m2)g的情形,只要力F作用在長木板上足夠長時間(存在最小值)后撤去,小滑塊必定能從長木板右端滑離。A在B的左端,從某一時刻起,A受到一個水平向右的恒力F作用開。所以,B是否相對地面滑動的臨界條件:F==μ2(m1+m2)g;二、A是否相對B滑動,這里先需要明確A是靠B對它的摩擦力來帶動的。下面試列舉本專題復習中編制的三部分題型示例以供參考:動力學問題【例1】如圖,A是小木塊,B是木板,A和B都靜止在地面上。(二)專題復習素材的編制為了提高訓練的有效性,針對高考題目類型,選用題組進行強化訓練,我們可以將訓練試題分為“典例導學”、“變式訓練”和“強化闖關”三部分。在高中物理總復習中經(jīng)常會遇到一個滑塊在一個木板上的相對運動問題,我們稱為“滑塊+木板”模型問題。《“滑塊+木板”模型》專題 永安一中 吳慶堂(一)專題復習素材選擇的理由知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度和價值觀“三維目標”是新課程的“獨創(chuàng)”,是新課程推進素質教育的根本體現(xiàn),是新課程標準異于原教學大綱的關鍵點,也是這次課程改革的精髓,表現(xiàn)了改革所承擔著的“新期待”。主干、重點知識重點考。但千萬記住有受外力情況下的相對運動依然是動力學的重要模型之一。多角度、多層面剖析重點難點,通過題組輻射形成點帶線,線連網(wǎng),對考點要求有更深層次的理解與把握?!舅悸伏c撥】本題涉及兩個臨界問題:一、B是否相對地面滑動,這里先要弄清只有B相對地面滑動,B 與A之間才有相對運動趨勢(或相對運動),B 與A之間才存在摩擦?!咀兪接柧?】如圖,A是小木塊,B是木板,A和B都靜止在地面上。今用水平力F=28N向右拉木板,使滑塊能從木板上掉下來,求此力作用的最短時間。今用水平力F向右拉滑塊,使滑塊能在2s內移到木板右端,則此力至少應為多大?(g=10m/s2)【例3】如圖甲所示,木板A、B疊放在水平地面上,它們的右端相平,木板B長1m,質量為m,木板A長2m,質量為2m。采用分解法分析復雜的物理過程,對各物體正確受力分析,畫好運動示意圖,建立清晰的物理情景,并從幾何關系尋找物體之間的相互聯(lián)系,甚至輔以v—t圖像,仍是解決本題的重要手段。能量問題:功是能量轉化的量度??梢姡?)只有重力做功時,一定是物體的動能和重力勢能之間相互轉化,但系統(tǒng)機械能的總量保持不變;同理,只有彈性力做功時,一定是物體的動能和彈性勢能之間相互轉化,但系統(tǒng)機械能的總量也保持不變。(5)一個靜摩擦力或一個滑動摩擦力均可以做正功、不做功和做負功(請同學們自行舉例說明,下同),且它們所做的功與移動的路徑有關。所以,滑動摩擦力做功的結果總是要使相互作用的兩物體組成的系統(tǒng)機械能總量減少,一對相互作用的滑動摩擦力做功的代數(shù)和的絕對值量度的就是因摩擦所產(chǎn)生的內能,即Q=f相△S,式中△S表示物體間相對運動的路程。W合=ΔEK Q=f相△S【變式訓練4】如圖所示,質量m=1kg的小物塊放在一質量為M=4kg的足夠長的木板右端,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=,木板與水平面間的摩擦不計。求:(1)開始施力的瞬間小物塊的加速度;(2)物塊達到最大速度時離出發(fā)點多遠?(3),則從開始運動到彈簧第一次達到最長損失的機械能是多少?強化闖關:1. 如圖所示,一足夠長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。,質量M = 8kg的小車放在水平光滑的平面上,在小車左端加一水平恒力F,F(xiàn) = 8N,在小車前端輕輕地放上一個大小不計,質量為m = 2kg的小物塊,物塊與小車間的動摩擦因數(shù)μ = ,小車
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