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高中物理經(jīng)典復(fù)習(xí)資料-滑塊問題的分類解析 專題輔導(dǎo) 不分版本

  • 資源ID:102081710       資源大?。?span id="mzebxcnn0" class="font-tahoma">199.50KB        全文頁數(shù):4頁
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高中物理經(jīng)典復(fù)習(xí)資料-滑塊問題的分類解析 專題輔導(dǎo) 不分版本

滑塊問題的分類解析 黃勇 在高一物理的學(xué)習(xí)中經(jīng)常會(huì)遇到一個(gè)木塊在一個(gè)木板上的運(yùn)動(dòng)問題,我們稱為滑塊問題。由于兩個(gè)物體間存在相互作用力,相互制約,致使一些同學(xué)對(duì)此類問題感到迷惑。筆者在教學(xué)基礎(chǔ)上,針對(duì)同學(xué)們易錯(cuò)的地方對(duì)這些問題進(jìn)行分類解析,以供大家學(xué)習(xí)時(shí)參考。 一. 木板受到水平拉力 如圖1,A是小木塊,B是木板,A和B都靜止在地面上。A在B的右端,從某一時(shí)刻起,B受到一個(gè)水平向右的恒力F作用開始向右運(yùn)動(dòng)。AB之間的摩擦因數(shù)為,B與地面間的摩擦因數(shù)為,板的長度L。根據(jù)A、B間有無相對(duì)滑動(dòng)可分為兩種情況。假設(shè)最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等,A受到的摩擦力,因而A的加速度。A、B間滑動(dòng)與否的臨界條件為A、B的加速度相等,即,亦即。 圖1 1. 若,則A、B間不會(huì)滑動(dòng)。根據(jù)牛頓第二定律,運(yùn)用整體法可求出AB的共同加速度。 2. 若,則A、B間會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這是比較常見的情況。A、B都作初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng),這時(shí) 設(shè)A在B上滑動(dòng)的時(shí)間是t,如圖2所示,它們的位移關(guān)系是即,由此可以計(jì)算出時(shí)間t。 圖2 二. 木塊受到水平拉力 如圖3,A在B的左端,從某一時(shí)刻起,A受到一個(gè)水平向右的恒力F而向右運(yùn)動(dòng)。 圖3 A和B的受力如圖3所示,B能夠滑動(dòng)的條件是A對(duì)B的摩擦力大于地對(duì)B的摩擦力即。因此,也分兩種情況討論: 1. B不滑動(dòng)的情況比較簡單,A在B上做勻加速運(yùn)動(dòng),最終滑落。 2. B也在運(yùn)動(dòng)的情況是最常見的。根據(jù)A、B間有無相對(duì)運(yùn)動(dòng),又要細(xì)分為兩種情形。A、B間滑動(dòng)與否的臨界條件為:, 即。 (1)若,A、B之間有相對(duì)滑動(dòng),即最常見的“A、B一起滑,速度不一樣”,A最終將會(huì)從B上滑落下來。A、B的加速度各為。設(shè)A在B上滑動(dòng)的時(shí)間是t,如圖4所示,它們的位移關(guān)系是,即,由此可以計(jì)算出時(shí)間t。 圖4 (2)若,A、B之間相對(duì)靜止。這時(shí)候AB的加速度相同,可以用整體法求出它們共同的加速度。 三. 木塊以一定的初速度滑上木板 如圖5,木塊A以一定的初速度滑上原來靜止在地面上的木板B,A一定會(huì)在B上滑行一段時(shí)間。根據(jù)B會(huì)不會(huì)滑動(dòng)分為兩種情況。首先要判斷B是否滑動(dòng)。A、B的受力情況如圖5所示。 圖5 1. 如果,那么B就不會(huì)滑動(dòng),B受到的摩擦力是靜摩擦力,,這種情況比較簡單。 (1)如果B足夠長,A將會(huì)一直作勻減速運(yùn)動(dòng)直至停在B上面,A的位移為。 (2)如果B不夠長,即,A將會(huì)從B上面滑落。 2. 如果,那么B受到的合力就不為零,就要滑動(dòng)。A、B的加速度分別 。 (1)如果B足夠長,經(jīng)過一段時(shí)間后,A、B將會(huì)以共同的速度向右運(yùn)動(dòng)。設(shè)A在B上相對(duì)滑動(dòng)的距離為d,如圖6所示,A、B的位移關(guān)系是,那么有: 圖6 (2)如果板長,經(jīng)過一段時(shí)間后,A將會(huì)從B上面滑落,即 四. 木板突然獲得一個(gè)初速度 如圖7,A和B都靜止在地面上,A在B的右端。從某一時(shí)刻時(shí),B受到一個(gè)水平向右的瞬間打擊力而獲得了一個(gè)向右運(yùn)動(dòng)的初速度。 圖7 A靜止,B有初速度,則A、B之間一定會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),由于是B帶動(dòng)A運(yùn)動(dòng),故A的速度不可能超過B。由A、B的受力圖知,A加速,B減速,A、B的加速度分別為 也有兩種情況: 1. 板足夠長,則A、B最終將會(huì)以共同的速度一起向右運(yùn)動(dòng)。設(shè)A、B之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的時(shí)間為,A在B上相對(duì)滑動(dòng)的距離為d,位移關(guān)系如圖8所示,則 圖8 2. 如果板長,經(jīng)過一段時(shí)間后,A將會(huì)從B上面滑落,即 由此可以計(jì)算出時(shí)間。

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