
1.問題的特點滑塊—木板類問題涉及兩個物體,并且物體間存在相對滑動.2.常見的兩種位移關系滑塊從木板的一端運動到另一端的過程中,若滑塊和木板向同一方向運動,則滑塊的位移和木板的位移之差等于木板的長度;若滑塊和木板向相反方向運動,則滑塊的位移和木板的位移之和等于木板的長度.
3.解題方法此類問題涉及兩個物體、多個運動過程,并且物體間還存在相對運動,所以應準確求出各物體在各個運動過程中的加速度(注意兩過程的連接處加速度可能突變),找出物體之間的位移(路程)關系或速度關系是解題的突破口.求解中應注意聯(lián)系兩個過程的紐帶,每一個過程的末速度是下一個過程的初速度.
例1 如圖1所示,厚度不計的薄板A長l=5 m,質量M=5 kg,放在水平地面上.在A上距右端x=3 m處放一物體B(大小不計),其質量m=2 kg,已知A、B間的動摩擦因數(shù) μ1=0.1,A與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2,原來系統(tǒng)靜止.現(xiàn)在板的右端施加一大小恒定的水平力F=26 N,持續(xù)作用在A上,將A從B下抽出.g=10 m/s2,求:
(1)A從B下抽出前A、B的加速度各是多大;
答案 2 m/s2 1 m/s2
解析 對于B:μ1mg=maB解得aB=1 m/s2對于A:F-μ1mg-μ2(m+M)g=MaA解得aA=2 m/s2
(2)B運動多長時間離開A.
Δx=xA-xB=l-x解得t=2 s.
求解“滑塊—木板”類問題的方法技巧1.搞清各物體初態(tài)對地的運動和相對運動(或相對運動趨勢),根據相對運動(或相對運動趨勢)情況,確定物體間的摩擦力方向.2.正確地對各物體進行受力分析,并根據牛頓第二定律確定各物體的加速度,結合加速度和速度的方向關系確定物體的運動情況.
針對訓練 (多選)如圖2所示,由相同材料做成的A、B兩物體放在長木板上,隨長木板一起以速度v向右做勻速直線運動,它們的質量分別為mA和mB,且mA>mB.某時刻木板停止運動,設木板足夠長,下列說法中正確的是
A.若木板光滑,由于A的慣性較大,A、B間的距離將增大B.若木板粗糙,由于B的慣性較小,A、B間的距離將減小C.若木板光滑,A、B間距離保持不變D.若木板粗糙,A、B間距離保持不變
解析 若木板光滑,木板停止運動后,A、B均以速度v做勻速運動,間距不變,故A錯誤,C正確;若木板粗糙,同種材料制成的物體與木板間動摩擦因數(shù)相同,根據牛頓第二定律得到:μmg=ma,a=μg,則可見A、B勻減速運動的加速度相同,間距不變.故B錯誤,D正確.
1.特點:傳送帶運輸是利用貨物和傳送帶之間的摩擦力將貨物運送到別的地方去.它涉及摩擦力的判斷、運動狀態(tài)的分析和運動學知識的運用.2.解題思路:(1)判斷摩擦力突變點(含大小和方向),給運動分段;(2)物體運動速度與傳送帶運行速度相同,是解題的突破口;(3)考慮物體與傳送帶共速之前是否滑出.
例2 如圖3所示,水平傳送帶正在以v=4 m/s的速度勻速順時針轉動,質量為m=1 kg的某物塊(可視為質點)與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,將該物塊從傳送帶左端無初速度地輕放在傳送帶上(g取10 m/s2).
(1)如果傳送帶長度L=4.5 m,求經過多長時間物塊將到達傳送帶的右端;
解析 物塊放到傳送帶上后,在滑動摩擦力的作用下先向右做勻加速運動.由μmg=ma得a=μg,若傳送帶足夠長,勻加速運動到與傳送帶同速后再與傳送帶一同向右做勻速運動.
因為4.5 m8 m,所以物塊速度達到傳送帶的速度后,摩擦力變?yōu)?,此后物塊與傳送帶一起做勻速運動,
故物塊到達傳送帶右端的時間t′=t1+t2=7 s.
分析傳送帶問題的三個步驟1.初始時刻,根據v物、v帶的關系,確定物體的受力情況,進而確定物體的運動情況.2.根據臨界條件v物=v帶確定臨界狀態(tài)的情況,判斷之后的運動形式.3.運用相應規(guī)律,進行相關計算.
例3 如圖4所示,傳送帶與水平地面的傾角為θ=37°,AB的長度為64 m,傳送帶以20 m/s的速度沿逆時針方向轉動,在傳送帶上端A點無初速度地放上一個質量為8 kg的物體,它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5,求物體從A點運動到B點所用的時間.(sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,g=10 m/s2)
物體沿著傾斜的傳送帶向下加速運動到與傳送帶速度相等時,若μ≥tan θ,物體隨傳送帶一起勻速運動;若μ
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