滑块与滑板类问题备课讲稿.docx
- 文档编号:13074787
- 上传时间:2023-06-10
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:201.02KB
滑块与滑板类问题备课讲稿.docx
《滑块与滑板类问题备课讲稿.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《滑块与滑板类问题备课讲稿.docx(13页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
滑块与滑板类问题备课讲稿
滑块与滑板类问题
板块的临界问题
m,与木板之间的动摩擦因数卩,为了
【例1】木板M静止在光滑水平面上,木板上放着一个小滑块
使得m能从M上滑落下来,求下列各种情
况下力F的大小范围
解析
(1)m与
滑动:
m与M
m
M
F
滑动:
此时m与M加速度仍相同
M刚要发生相对滑动的临界条件:
①要间的静摩擦力达到最大静摩擦力;②未受力分析如图,先隔离m,由牛顿第二
定律可得:
a=^ng/m=⑥
再对整体,由牛顿第二定律可得:
FO=(M+m)a解得:
FO=^(M+m)g
所以,F的大小范围为:
F>KM+m)g
(2)受力分析如图,先隔离M,由牛顿第二定律可得:
a=pmg/M
再对整体,由牛顿第二定律可得:
FO=(M+m)a
解得:
FO=^(M+m)mg/M
所以,F的大小范围为:
F>KM+m)mg/M
板块的动力学问题
【例2】如图所示,有一块木板静止在光滑水平面上,木板质量M=4kg,长L=1.4m.木板右端放着-
个小滑块,小滑块质量m=1kg,其尺寸远小于L,它与木板之间的动摩擦因数卩=0.4,g=10m/s2,
(1)现用水平向右的恒力F作用在木板M上,为了使得m能从M上滑落下来,求F的大小范围.
(2)
若其它条件不变,恒力F=22.8N,且始终作用在M上,求m在M上滑动的时间.
[解析]
(1)小滑块与木板间的滑动摩擦力
f=(jFN=(mg=4N①滑动摩擦力f是使滑块产生加速度的最大合外力,其最大加速度
a1=f/m=pg=4m/s2•②
当木板的加速度a2>al时,滑块将相对于木板向左滑动,直至脱离木板
F-f=ma2>malF>f+ma仁20N③即当F>20N,且保持作用一般时间后,小滑块将从木板上滑落下来。
(2)当恒力F=22.8N时,木板的加速度a2z,由牛顿第
二定律得F-f=Ma2z
解得:
02=4.7m/s2④
设二者相对滑动时间为t,在分离之前
小滑块:
x仁?
a1t2⑤
木板:
x仁?
a2/t2⑥
又有x2—x1=L⑦
解得:
t=2s⑧
【例3】质量m=1kg的滑块放在质量为M=1kg的长木板左端,木板放在光滑的水平面上,滑块与木
板之间的动摩擦因数为0.1,木板长L=75cm,开始时两者都处于静止状态,如图所示,试求:
(1)
用水平力F0拉小滑块,使小滑块与木板以相同的速度一起滑
动,力F0的最大值应为多少?
(2)用水平恒力F拉小滑块向木板的右端运动,在t=0.5s内使滑块
从木板右端滑出,力F应为多大?
(3)按第
(2)问的力F的作用,在小滑块刚刚从长木板右端滑出时,滑块和木板滑行的距离各为
多少?
(设m与M之间的最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等)。
(取g=10m/s2)
解析:
(1)对木板M,水平方向受静摩擦力f向右,当f=fm=pmg时,M有最大加速度,此时对应
对M,最大加速度aM,由牛顿第二定律得:
aM=fm/M=pmg/M=1m/s2
要使滑块与木板共同运动,m的最大加速度am=aM,
对滑块有F0—^mg=mam
所以F0=^ng+mam=2N即力F0不能超过2N
(2)将滑块从木板上拉出时,木板受滑动摩擦力f=pmg,此时木板的加速度a2为a2=f/M=pmg/M
=1m/s2.由匀变速直线运动的规律,有(m与M均为匀加速直线运动)木板位移x2=?
a2t2①
滑块位移x仁?
a1t2②
位移关系x1—x2=L③
将①、②、③式联立,解出a1=7m/s2
对滑块,由牛顿第二定律得:
F—^mg=ma1
(3)将滑块从木板上拉出的过程中,滑块和木板的位移分别为
x1=?
a1t2=7/8mx2=?
a2t2=1/8m
2.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
-V_^
A
2=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?
解析:
(1)A、B一起运动时,受冰面对它的滑动摩擦力,做匀减速运动,加速度
2
a2g—1.0m/s2解得木板与冰面的动摩擦因数2=0.10
2s
(2)小物块A在长木板上受木板对它的滑动摩擦力,做匀减速运动,加速度
a1=2g=2.5m/s2
小物块A在木板上滑动,木块B受小物块A的滑动摩擦力和冰面的滑动摩擦力,做匀加速运
动,有2mg—2(2m)g=ma2解得加速度a2=0.50m/s2
设小物块滑上木板时的初速度为V10,经时间t后A、B的速度相同为v
由长木板的运动得v=a2t,解得滑行时间t—0.8s
32
小物块滑上木板的初速度vio=v+ait=2.4m/s
小物块A在长木板B上滑动的距离为sS!
s2v01t-a1t2-a2t20.96m
22
(3)小物块A滑上长木板的初速度越大,它在长木板B上相对木板滑动的距离越大,当滑动距
离等于木板长时,物块A达到木板B的最右端,两者的速度相等(设为v',)这种情况下A的初速度为保证不从木板上滑落的最大初速度,设为vo.
有vot-a1t2-a2t2Lvovaitva2t
22
由以上三式解得,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不大于最
大初速度vo的(ai~a2)L3.om/s
7•如图3-2-19所示,小车质量M为2.okg,与水平地面阻力忽略不计,物体质量m=o.5kg,物体与小车间的动摩擦
因数为03(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)
小车在外力作用下以1.2m/s2的加速度向右运动时,物体受摩擦力多大?
(2)欲使小车产生3.5m/s2的加速度,需给小车提供多大的水平推力?
(3)若要使物体m脱离小车,问至少应向小车提供多大的水平推力?
(4)若小车长1=1m,静止小车在8.5N水平推力作用下,物体由车的右端向左滑动,滑离小车需多长时间?
(物体可视为质点)
7解析:
物体能与小车保持相对静止时小车的最大加速度ao=卩g=3m/s
(1)由于a1=1.2m/s2vao,物体相对小车静止,物体受静摩擦力X.2N=0.6
N.
(2)由于小车的加速度a2=3.5m/s2>ao,故物体与小车相对滑动.以小车为研究对象受力分耐
析,如图(a)所示,其中Fn、Ff2是物体对小车的压力和滑动摩擦力.则FN=mg
Ff2=yF=ymgF-Ff2=Ma2
所以F=Ma2+Ff2=(2.0g.5+1.5)N=8.5N.
⑶要使m脱离小车,则必须a车〉a物,即a车>ao,而a车=上匕,所以-一^匕>ugMM
解得F>y(M+m)g=7.5N.
⑷由于F=8.5N,水平推力大于7.5N,所以物体会滑落,如图(a)所示.
小车的加速度
a2‘8515m/s2=3.5m/s2物体的加速度a1'丄=卩g=3m/s
M2.0m
由图(b)知滑落时小车的位移为:
s2=1a2't2,物体位移为sJa/t2
22
而S2-si=l,即—(a2-ai'2=l故t=i'—2——_s=2s.
2恒’a—'*3.53
8.如图7,质量M8kg的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F=8N。
当小车向
右运动速度达到3m/s时,在小车的右端轻放一质量m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数
02,假定小车足够长,问:
(1)经过多长时间物块停止与小车间的相对运动?
(2)小物块从放在车上开始经过to30s所通过的位移是多少?
(g取10m/s2)
m
F
醛—
團7
8解析:
(1)
物块放上小车后做初速度为零加速度为a—的匀加速直线运动,小车做加速度为a2匀加速运动。
由牛顿运动定律:
22
v—a—t
v23a2t
由v—v2得:
t2s
物块放上小车后加速度:
a—g2m/s小车加速度:
a?
Fmg/M0.5m/s
(2)物块在前2s内做加速度为a—的匀加速运动,后is同小车一起做加速度为a2的匀加速运动。
以系统为研究对象:
根据牛顿运动定律,由F
Mma3得:
2
s11/2a1t4m
a3F/Mm0.8m/s2
物块位移ss1s2s2v1t1/2at;4.4m
ss1s28.4m
9如图所示,有一块木板静止在光滑足够长的水平面上,木板的质量为M=4kg,长度为L=1m;木板的右端停放着一个小滑块,小滑块的质
.求:
量为m=1kg,其尺寸远远小于木板长度,它与木板间的动摩擦因数为片0.4,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力
(1)为使木板能从滑块下抽出来,作用在木板右端的水平恒力F的大小应满足的条件.
(2)若其他条件不变,在F=28N的水平恒力持续作用下,需多长时间能将木板从滑块下抽出.
答案⑴F>20N
(2)1s
如图所示,质量为M=1kg的木板B静止在水平面上,一质量为m=1kg的滑块A以v0=10m/s的水平初速度从左端滑上木板B,最终停止在木板B上,滑块A与木板B间的动摩擦因数10.4,木板b与水平面间的动摩擦因数
20.15,g=10m/s2,求:
木板B至少有多长
滑块A相对木板B滑行过程中系统消耗的机械能
木板B在水平面上滑行的距离
解:
设木块A滑到B上做匀减速直线运动的加速度大小为度经历的时间为t,共同速度为v有
两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块。
开始时,各物均静止,今在两物体上各
作用一水平恒力R、F2,当物块和木板分离时,两木板的速度分别为v1和v2,物体和木板间的动摩擦
2.如图所示,长
2m,质量为1kg的木板静止在光滑水平面上,一木块质量也为
1kg(可视为质
点),与木板之间的动摩擦因数为
0.2。
要使木块在木板上从左端滑向右
端而不至滑落,则木块初速度的最大值为(D)
A.1m/s
.2m/s
C.3m/sD.4m/s
3•如图所示,小木块质量m=1kg,长木桉质量M=10kg,木板与地面以及木块间的动摩擦因数均为卩=
0.5.当木板从静止开始受水平向右的恒力F=90N作用时,木块以初速vo=4m/s向左滑上木板的右端.则为使
木块不滑离木板,木板的长度I至少要多长?
4.如图所示,质量M=1.0kg的长木板静止在光滑水平面上,在长木板的右端放一质量m=1.0kg的
rm
M
ZXZ/ZZZZZ//XZ7Z/////ZZ//Z
小滑块(可视为质点),小滑块与长木板之间的动摩擦因数
=0.20.现用水平横力F=6.0N向右拉长木板,使小滑块与长木
板发生相对滑动,经过t=1.0s撤去力F.小滑块在运动过程中始终没有从长木板上掉下.求:
2
V1+at2=V2-at2代入数据2+2t2=4-2t2
解得t2=0.5s此时2个的速度都是v=3m/s
滑块加速度大小均为a=2m/s(方向相反)
木块和木板的位移分别为
Si
v1v
-t2
2.25m
v2v2v
S2tit?
3.75m
22
ss2S|1.5m
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 滑板 问题 备课 讲稿