动力学中的滑块-滑板模型课件.ppt

动力学中的滑块滑板模型,牛顿运动定律的应用,（多过程问题）,1模型特点： 上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动 2建模指导 解此类题的基本思路： （1）分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度； （2）对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方程特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移.,动力学中的滑块滑板模型,3两种位移关系：（相对滑动的位移关系） 滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长,L,4.考试题型：,（1）选择题：包括文字选择题与图象选择题； （2）计算题：主要有关于滑块和滑板间是否存在相对滑动的分析计算、使滑块与滑板间发生相对滑动的临界力的计算（即外力的作用范围问题）；其它临界问题的分析计算等。,动力学中的滑块滑板模型,分析“滑块滑板模型” 问题时应掌握的技巧 1分析题中滑块、滑板的受力情况，求出各自的加速度 2画好运动草图，找出位移、速度、时间等物理量间的关系 3知道每一过程的末速度是下一过程的初速度 4两者发生相对滑动的条件：(1)摩擦力为滑动摩擦力（动力学条件）(2)二者速度或加速度不相等（运动学条件）（其中动力学条件是判断的主要依据）,动力学中的滑块滑板模型,动力学中的滑块滑板模型,两个物体间能否发生相对滑动的问题是常见的问题。 在作用在滑块或木板上的外力已知的情况下，分析判断滑 块与木板间有无相对滑动的方法有两种： 1.动力学条件判断法：即通过分析滑块滑木板间的摩 擦力是否为滑动摩擦力来进行判断。可先假设滑块与木板 间无相对滑动，然后根据牛顿第二定律对滑块与木板整体 列式求出加速度，再把滑块或木板隔离出来列式求出两者 之间的摩擦力，把求得的摩擦力与滑块和木板之间的滑动 摩擦力进行比较，分析求得的摩擦力是静摩擦力还是滑动 摩擦力，若为静摩擦力，则两者之间无相对滑动；若为滑 动摩擦力，则两者之间有相对滑动。,方法指导,一、滑块与滑板间是否发生相对滑动的判断方法,2.运动学条件判断法：先求出不受外力F作用的那个物体的最大临界加速度，再用假设法求出在外力F作用下滑块和滑板整体的加速度，最后把滑块和滑板的整体加速度与不受外力F作用的那个物体的最大临界加速度进行大小比较。若滑块与滑板整体的加速度不大于（小于或等于）滑块的最大加速度，即 ，二者之间就不发生相对滑动，反之二者之间就会发生相对滑动。,动力学中的滑块滑板模型,方法指导,动力学中的滑块滑板模型,【典例1】,核心疑难探究,板块的临界问题,动力学中的滑块滑板模型,动力学中的滑块滑板模型,【典例2】 （12分）图所示，在光滑的水平地面上有一个长为L，质量为 的木板A，在木板的左端有一个质量为 的小物体B，A、B之间的动摩擦因数为 当对B施加水平向右的力F作用时(设A、B间的最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等)， （1）若F=5N，则A、B 加速度分别为多大？ （2）若F=10N，则A、B 加速度分别为多大？ （3）在（2）的条件下，若力F作用时间t=3s，B刚好到达木板A的右端，则木板长L应为多少？,核心疑难探究,板块的临界问题,动力学中的滑块滑板模型,动力学中的滑块滑板模型,方法指导,二、使滑块与滑板间发生相对滑动的临界力的计算方法,使滑块与滑板间不发生相对滑动或者发生相对滑动的力都是某一特定范围的力，因此刚好能够使滑块与滑板间发生相对滑动的临界力的计算很重要。此临界力的计算通常有两种方法： 1.动力学方法：先用隔离法运用牛顿第二定律求出不受外力F作用的那个物体的最大加速度，然后再用整体法运用牛顿第二定律求出外力F的大小数值，这个值就是临界值。滑块与滑板间不发生相对滑动时的外力应小于或等于这个数值，而滑块与滑板间发生相对滑动时的外力应大于这个数值。,2.临界条件法：即运用临界条件进行计算。滑块与滑板恰好能发生相对滑动（要滑动但还未滑动时）的临界条件是（1）滑块与滑板间的静摩擦力达到最大静摩擦力（通常近似地认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）；（2）滑块的加速度恰好等于滑板的加速度。,动力学中的滑块滑板模型,方法指导,板块的临界问题 【典例3】木板M静止在光滑水平面上，木板上放着一个小滑块m，与木板之间的动摩擦因数，为了使得m能从M上滑落下来，求下列情况下力F的大小范围。,核心疑难探究,动力学中的滑块滑板模型,解析（1）m与M刚要发生相对滑动的临界条件：要滑动：m与M间的静摩擦力达到最大静摩擦力；未滑动：此时m与M加速度仍相同。受力分析如图，先隔离m，由牛顿第二定律可得：a=mg/m=g 再对整体，由牛顿第二定律可得：F0=(M+m)a 解得：F0=(M+m) g 所以，F的大小范围为：F(M+m)g,（2）受力分析如图，先隔离M，由牛顿第二定律可得：a=mg/M 再对整体，由牛顿第二定律可得：F0=(M+m)a 解得：F0=(M+m) mg/M 所以，F的大小范围为：F(M+m)mg/M,动力学中的滑块滑板模型,动力学中的滑块滑板模型,方法指导,三、滑块在滑板上不滑下的临界条件： 滑块滑到滑板一端时，滑块和滑板两者速度相同,动力学中的滑块滑板模型,核心疑难探究,板块的临界问题,质量为M2 kg、长为L的木板静止在光滑的水平面上，在木板左端放有质量为m1 kg的铁块(可视为质点)现给铁块施加一水平拉力F4 N，使铁块相对木板滑动，作用t1 s后撤去拉力，铁块恰好不掉下木板，求木板的长度 L的值(已知铁块与木板间的动摩擦因数为0.2，g取10 m/s2),【典例5】,动力学中的滑块滑板模型,动力学中的滑块滑板模型,