《35牛顿第二定律的应用3：滑板与滑块模型.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《35牛顿第二定律的应用3：滑板与滑块模型.ppt（12页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、3.3 牛顿第二定律的应用4滑板模型高三物理第一轮复习考点一：滑板的临界问题 木板木板M静止在光滑水平面上，木板上放着一个小滑静止在光滑水平面上，木板上放着一个小滑块块m，与木，与木板之板之间间的的动动摩擦因数摩擦因数，为为了使得了使得m能从能从M上滑落下来，求下列各种上滑落下来，求下列各种情况下力情况下力F的大小范的大小范围围。FMmmFM(1)(2)牛顿第二定律的应用牛顿第二定律的应用3 3：滑板模型：滑板模型例例1 1解析解析（1）m与与M刚刚要要发发生相生相对对滑滑动动的的临临界条件：界条件：要滑要滑动动：m与与M间间的静摩擦力的静摩擦力达到最大静摩擦力；达到最大静摩擦力；未滑未滑动动
2、：此：此时时m与与M加速度仍相同。受力分析如加速度仍相同。受力分析如图图，先隔，先隔离离m，由牛，由牛顿顿第二定律可得：第二定律可得：a=mg/m=g再再对对整体，由牛整体，由牛顿顿第二定律可得：第二定律可得：F0=(M+m)a解得：解得：F0=(M+m)g所以，所以，F的大小范围为：的大小范围为：F(M+m)gMfmFmfmMfmFmfm（2）受力分析如）受力分析如图图，先隔离，先隔离M，由牛，由牛顿顿第二定律可第二定律可得：得：a=mg/M再再对对整体，由牛整体，由牛顿顿第二定律可得：第二定律可得：F0=(M+m)a解得：解得：F0=(M+m)mg/M所以，所以，F的大小范围为：的大小范围
3、为：F(M+m)mg/M牛顿第二定律的应用牛顿第二定律的应用3 3：滑板模型：滑板模型考点二：滑板的动力学问题 如如图图所示，有一所示，有一块块木板静止在光滑水平面上，木板木板静止在光滑水平面上，木板质质量量M=4kg，长长L=1.4m.木板右端放着一个小滑木板右端放着一个小滑块块，小滑，小滑块质块质量量m=1kg，其尺寸，其尺寸远远小于小于L，它与木板之，它与木板之间间的的动动摩擦因数摩擦因数=0.4，g=10m/s2，（1）现现用水平向右的恒力用水平向右的恒力F作用在木板作用在木板M上，上，为为了使得了使得m能从能从M上上滑落下来，求滑落下来，求F的大小范的大小范围围.（2）若其它条件不）
4、若其它条件不变变，恒力，恒力F=22.8N，且始，且始终终作用在作用在M上，求上，求m在在M上滑上滑动动的的时间时间.MmF例例2 2牛顿第二定律的应用牛顿第二定律的应用3 3：滑板模型：滑板模型解析解析（1）小滑）小滑块块与木板与木板间间的滑的滑动动摩擦力摩擦力f=FN=mg=4N滑滑动动摩擦力摩擦力f是使滑是使滑块产块产生加速度的最大合外力，其最大加速度生加速度的最大合外力，其最大加速度 a1=f/m=g=4m/s2 当当木木板板的的加加速速度度a2 a1时时，滑滑块块将将相相对对于于木木板板向向左左滑滑动动，直直至至脱脱离离木板木板F-f=m a2m a1 F f+m a1=20N 即当
5、即当F20N，且保持作用一般，且保持作用一般时间时间后，小滑后，小滑块块将从木板上滑落将从木板上滑落MmFff（2）当恒力）当恒力F=22.8N时时，木板的加速度，木板的加速度a2由牛由牛顿顿第二定律得第二定律得F-f=a2解得：解得：a24.7m/s2设设二者相二者相对对滑滑动时间为动时间为t，在分离之前，在分离之前小滑小滑块块：x1=a1t2 木板：木板：x1=a2t2 又有又有x2x1=L 解得：解得：t=2s x1Fx2L 质质量量m=1kg的滑的滑块块放在放在质质量量为为M=1kg的的长长木板左端，木板放木板左端，木板放在光滑的水平面上，滑在光滑的水平面上，滑块块与木板之与木板之间间
6、的的动动摩擦因数摩擦因数为为0.1，木板，木板长长L=75cm，开始，开始时时两者都两者都处处于静止状于静止状态态，如，如图图所示，所示，试试求：求：（1）用水平力）用水平力F0拉小滑拉小滑块块，使小滑，使小滑块块与木板以相同的速度一起滑与木板以相同的速度一起滑动动，力，力F0的最大的最大值应为值应为多少？多少？（2）用水平恒力）用水平恒力F拉小滑拉小滑块块向木板的向木板的右端运右端运动动，在，在t=0.5s内使滑内使滑块块从木板右端滑出，力从木板右端滑出，力F应为应为多大？多大？（3）按第（）按第（2）问问的力的力F的作用，在小滑的作用，在小滑块刚刚块刚刚从从长长木板右端滑出木板右端滑出时时
7、，滑，滑块块和木板滑行的距离各和木板滑行的距离各为为多少？（多少？（设设m与与M之之间间的最大静摩的最大静摩擦力与它擦力与它们们之之间间的滑的滑动动摩擦力大小相等）。（取摩擦力大小相等）。（取g=10m/s2）.例例2 2牛顿第二定律的应用牛顿第二定律的应用3 3：滑板模型：滑板模型解析：解析：（1）对对木板木板M，水平方向受静摩擦力，水平方向受静摩擦力f向右，当向右，当f=fm=mg时时，M有最大加速度，此有最大加速度，此时对应时对应的的F0即即为为使使m与与M一起以共同速度滑一起以共同速度滑动动的最大的最大值值。对对M，最大加速度，最大加速度aM，由牛，由牛顿顿第二定律得：第二定律得：aM
8、=fm/M=mg/M=1m/s2要使滑要使滑块块与木板共同运与木板共同运动动，m的最大加速度的最大加速度am=aM，对对滑滑块块有有F0mg=mam所以所以F0=mg+mam=2N即力即力F0不能超不能超过过2Nff（2）将滑）将滑块块从木板上拉出从木板上拉出时时，木板受滑，木板受滑动动摩擦力摩擦力f=mg，此，此时时木板木板的加速度的加速度a2为为 a2=f/M=mg/M=1m/s2.由匀由匀变变速直速直线线运运动动的的规规律，律，有（有（m与与M均均为为匀加速直匀加速直线线运运动动）木板位移）木板位移x2=a2t2滑滑块块位移位移 x1=a1t2位移关系位移关系x1x2=L将将、式式联联立
9、，解出立，解出a1=7m/s2对对滑滑块块，由牛，由牛顿顿第二定律得第二定律得:Fmg=ma1所以所以F=mg+ma1=8Nx2x1LF（3）将滑）将滑块块从木板上拉出的从木板上拉出的过过程中，滑程中，滑块块和木板的位移分和木板的位移分别为别为x1=a1t2=7/8mx2=a2t2=1/8m 如图如图 所示，地面光滑，所示，地面光滑，A 静止放在静止放在 B 最左端，现用一水平向最左端，现用一水平向右的恒力右的恒力 F 作用在作用在 A 上，使上，使 A 从静止开始做匀加速直线运动已从静止开始做匀加速直线运动已知知 A、B 间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为，木板，木板 B 长度为长度为 L，当，当 A 滑到滑到 B 的最的最右端时木板右端时木板 B 的位移为的位移为 x，则这一过程中：，则这一过程中：A、B 的加速度分别为多少？方向如何？的加速度分别为多少？方向如何？摩擦力对摩擦力对 A 做的功为多少？做的功为多少？摩擦力对摩擦力对 B 做的功为多少？做的功为多少？A 到达到达 B 最右端时，最右端时，A、B 具有的动能分别为多少？具有的动能分别为多少？A、B 组成的系统产生了多少内能？组成的系统产生了多少内能？要使要使 A、B 相对滑动，外力相对滑动，外力 F 至少为多大？至少为多大？例例3 3牛顿第二定律的应用牛顿第二定律的应用3 3：滑板模型：滑板模型