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动量和能量中的滑块—滑板模型
思想观点 规律 研究对象 一、三个观点及其概要
牛顿运动单个物体 ——— 解决力学问题的三动力学观点 (第一第或整体 把金钥匙
二第三)定
律及运动
学公式
动量观点 动量守恒系统
定律
动量定理 单个物体
能量观点 动能定理 单个物体
机械能守单个(包含二、思维切入点
恒定律能地球)或系 1、五大定律和两大定理
量守恒定统 是该模型试题所用知识的思
律 维切入点。该模型试题一般
主要是考查学生对上述五大定律和两大定理的综合理解和掌握,因此,学生在熟悉这些定律和定理的内容、研究对象、表达式、适用条件等基础上,根据试题中的已知量或隐含已知量选择解决问题的最佳途径和最简捷的定律,以达到事半功倍的效果。 2、由于滑块和木板之间依靠摩擦力互相带动,因此,当滑块和木板之间的摩擦力未知时,根据动能定理、动量定理或能量守恒求摩擦力的大小是该模型试题的首选思维切入点。 3、滑块和木板之间摩擦生热的多少和滑块相对地面的位移无关,大小等于滑动摩擦力与滑块相对摩擦面所通过总路程之乘积是分析该模型试题的巧妙思维切入点。若能先求出由于摩擦生热而损失的能量,就可以应用能量守恒求解其它相关物理量。 4、确定是滑块带动木板运动还是木板带动滑块运动是分析该模型运动过程的关键切入点之一.当(没有动力的)滑块带动木板
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运动时,滑块和木板之间有相对运动,滑块依靠滑动摩擦力带动.....木板运动;当木板带动滑块运动时,木板和滑块之间可以相对静止,若木板作变速运动,木板依靠静摩擦力带动滑块运动。 ....
三、专题训练 1.如图所示,右端带有竖直挡板的木板B,质量为M,长L=1.0m,静止在光滑水平面上.一个质量为m的小木块(可视为质点)A,以水平速度v0?4.0m/s滑上B的左端,而后与其右端挡板碰撞,最后恰好滑到木板B的左端.已知M=3m,并设A与挡板碰撞时无机械能损失,碰撞时间可忽略(g取10m/s2).求: (1)A、B最后的速度;
(2)木块A与木板B间的动摩擦因数.
2.如图所示,光滑水平地面上停着一辆平板车,其质量为2m,长为L,车右端(A点)有一块静止的质量为m的小金属块.金属块与车间有摩擦,与中点C为界,AC段与CB段摩擦因数不同.现给车施加一个向右的水平恒力,使车向右运动,同时金属
C 块在车上开始滑动,当金属块滑到A B 中点C时,即撤去这个力.已知撤F 去力的瞬间,金属块的速度为v0,
L
车的速度为2v0,最后金属块恰停在车的左端(B点)如果金属块与车的AC段间的动摩擦因数为μ1,与CB段间的动摩擦因数为μ2,求μ1与μ2的比值.
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3.如图所示,质量为M的小车A右端固定一根轻弹簧,车静止在光滑水平面上,一质量为m的小物块B从左端以速度v0冲上小车并压缩弹簧,然后又被弹回,回到车左端时刚好与车保持相B A 对静止.求整个过程中弹簧的最大弹性势能EP和B相对于车向右运动过程中系统摩擦生热Q各是多少?
4.如图所示,质量M=4kg的滑板B静止放在光滑水平面上,其右端固定一根轻质弹簧,弹簧的自由端C到滑板左端的距离L=0.5m,这段滑板与木块A之间的动摩擦因数μ=0.2,而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑.可视为质点的小木块A以速度v0=0.2,由滑板B左端开始沿滑板
B表面向右运动.已知A的质量m=1kg,g取10m/s2 .求: (1)弹簧被压缩到最短时木块A的速度;
(2)木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能.
5.一块质量为M长为L的长木板,静止在光滑水平桌面上,一个质量为m的小滑块以水平速度v0从长木板的一
v0 端开始在木板上滑动,直到离开木板,滑块刚离开
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木板时的速度为.若把此木板固定在水平桌面上,其他条件相
5同.求:
(1)求滑块离开木板时的速度v;
(2)若已知滑块和木板之间的动摩擦因数为μ,求木板的长度.
6.如图所示,质量mA为4.0kg的木板A放在水平面C上,木板与水平面间的动摩擦因数μ为0.24,木板右端放着质量mB为1.0kg的小物块B(视为质点),它们均处于静止状态.
B 木板突然受到水平向右的12N·s的瞬时冲量I作A C
L 用开始运动,当小物块滑离木板时,木板的动能
EkA为8.0J,小物块的动能EkB为0.50J,重力加速度取10m/s2,求:
(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度v0; (2)木板的长度L.
7.如图所示,长木板ab的b端固定一挡板,木板连同档板的质量为M=4.0kg,a、b间距离s=2.0m.木板位于光滑水平面上.在木板a端有一小物块,其质量m=1.0kg,小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.10,它们都处于静止状态.现令小物块以初速v0=4.0m/s沿木板向前滑动,直到和挡板相碰.碰撞后,小物块恰好回到a端而不脱离木板.求碰撞过程中损失的机械能.
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v0
8.如图所示,在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C.重物A(视为质点)位于B的右端,A、B、C的质量相等.现A和B以同一速度滑向静止的C、B与C发生正碰.碰后B和C粘在一起运动,A在C上滑行,A与C有摩擦力.已知A滑到C的右端而未掉下.试问:从B、C发生正碰到A刚移到C右端期间,C所走过的距离是C板长度的多少倍.
9.如图所示,光滑水平面上有一质量M=4.0kg的带有圆弧轨道的平板车,车的上表面是一段长L=1.5m的粗糙水平轨道,水平轨道左侧连一半径R=0.25m 的1光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平
4轨道在O′点相切。现将一质量m=1.0kg的小A O 物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向
M O左的初速度v0滑上平板车,小物块与水平轨道
间的动摩擦因数μ=0.5。小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A。取g=10m/2,求:
(1)小物块滑上平板车的初速度v0的大小。
(2)小物块与车最终相对静止时,它距O′点的距离。 (3)若要使小物块最终能到达小车的最右端,则v0要增大到多大?
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