高中物理 滑块滑板模型

高中物理滑块滑板模型

1. 在水平地面上，有一质量为M=4kg、长为L=3m的木板，在水平向右F=12N的拉力

作用下，从静止开始经t=2s速度达到υ=2m/s，此时将质量为m=3kg的铁块（看成质点）轻轻地放在木板的最右端，如图所示．不计铁块与木板间的摩擦．若保持水平拉力不变，请通过计算说明小铁块能否离开木板？若能，进一步求出经过多长时间离

开木板？

解答：设木板加速运动的加速度大小为a1，

由v=a1t得，a1＝1m/s2．

设木板与地面间的动摩擦因数为μ，由牛顿第二定律得，

F-μMg=Ma1

代入数据解得μ=0.2．

放上铁块后，木板所受的摩擦力f2=μ（M+m）g=14N＞F，木板将做匀减速运动．

设加速度为a2，此时有：

f2-F=Ma2

代入数据解得a2＝0.5m/s2．

设木板匀减速运动的位移为x，由匀变速运动的公式可得，

x＝v2/2 a2=4m

铁块静止不动，x＞L，故铁块将从木板上掉下．

设经t′时间离开木板，由

L=vt′- 1/2a2t′2

代入时间解得t′=2s（t′=6s舍去）．

答：铁块能从木板上离开，经过2s离开木板．

2. 如图所示，两木板A、B并排放在地面上，A左端放一小滑块，滑块在F=6N的水平力作用下由静止开

始向右运动．已知木板A、B长度均为l=1m，木板A的质量M A=3kg，小滑块及木板B的质量均为m=1kg，小滑块与木板A、B间的动摩擦因数均为μ1=0.4，木板A、B与地面间的动摩擦因数均为μ2=0.1，重力加速度g=10m/s2．求：

（1）小滑块在木板A上运动的时间；

（2）木板B获得的最大速度．

解答：解：（1）小滑块对木板A的摩擦力

木板A与B整体收到地面的最大静摩擦力

，小滑块滑上木板A后，木板A保持静止①

设小滑块滑动的加速度为②

③

解得：④

（2）设小滑块滑上B时，小滑块速度，B的加速度，经过时间滑块与B速度脱离，滑块的位移，B的位移，B的最大速度，则：

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

解得：