河北省辛集中学高一上学期物理复习专题——牛顿运动定律-连接体（无答案）.docx

高一物理牛顿运动定律微专题——连接体命题教师:刘宗魁连接体问题的情景拓展1.2.3.例 (16 分)如图甲所示，质量M＝1 kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数 μ1＝0.1，在木板的左端放置一个质量 m＝1 kg、大小可忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数 μ2＝0.4，g 取10 m/s2，试求：(1)若木板长L＝1 m，在铁块上加一个水平向右的恒力F＝8 N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？高一物理第 1 页共 8 页(2)若在铁块右端施加一个从零开始连续增大的水平向右的力F，假设木板足够长，在图乙中画出铁块受到木板的摩擦力 Ff2随拉力 F 大小变化而变化的图象.【思维流程】【书面表达过程】(1)对铁块应用牛顿第二定律：F－μ2mg＝ma1，加速度大小a ＝F－μ2mg＝4 m/s2，(2分)1m对木板应用牛顿第二定律：μ2mg－μ1(M＋m)g＝Ma2，加速度大小 a2＝μ2mg－μ1M＋mg＝2 m/s2，M(2 分)设经过时间 t 铁块运动到木板的右端，则有12a1t2－12a2t2＝L，解得 t＝1 s.(2分)(2)①当F≤μ1(mg＋Mg)＝2 N 时，M、m相对静止且对地静止，Ff2＝F；(3 分)②设 F＝F1时，M、m 恰保持相对静止，此时系统的加速度 a＝a2＝2 m/s2，以系统为研究对象，根据牛顿第二定律有 F1－μ1(M＋m)g＝(M＋m)a，解得 F1＝6 N.所以，当 2 N＜F≤6 N 时，M、m相对静止，系统向右做匀加速运动，高一物理第 2 页共 8 页F－μ1M＋mg F其加速度 a＝M＋m＝2－1以 M 为研究对象，根据牛顿第二定律有 Ff2′－μ1(M＋m)g＝Ma，Ff2＝Ff2′，F解得 Ff2＝2＋1.(4分)③当 F＞6 N时，M、m 发生相对运动，Ff2＝μ2mg＝4 N.如图所示.(3分)1.本题是一道滑块－木板模型的动力学问题，首先要在审题析题方面定准位，然后遵循此类题型特点，寻求解决问题的突破口.2.由于本题还要作图象，它又是一道图象信息题，因此第(2)问的解答只是作出图象而没有分析过程是不规范的.3.规范要求必要的文字说明和重要规律应用的原型表达式.1.木板静止于水平地面上，在其最右端放一可视为质点的木块。已知木块的质量m＝1 kg，木板的质量 M＝4 kg，长 L＝2.5 m，上表面光滑，下表面与地面之间的动摩擦因数 μ＝0.2。现用水平恒力 F＝20 N拉木板，g 取10 m/s2。(1)求木板加速度的大小；(2)要使木块能滑离木板，求水平恒力F作用的最短时间；(3)如果其他条件不变，假设木板的上表面也粗糙，其上表面与木块之间的动摩擦因数为ì1＝0.3，欲使木板能从木块的下方抽出，对木板施加的拉力应满足什么条件？(4)若木板的长度、木块质量、木板的上表面与木块之间的动摩擦因数、木板与地面间的动摩擦因数都不变，只将水平恒力增加为 30 N，则木块滑离木板需要多长时间？[来源:学科网]高一物理第 3 页共 8 页易错提醒①在第(1)问，木板受到地面的摩擦力Ff＝μFN，其中FN为木板对地面的压力，FN＝(M＋m)g，故Ff＝μ(M＋m)g。有些同学受思维定势的影响，不深入分析，易错写Ff＝μMg。②第(2)问中恒力F作用的最短时间的隐含条件是恒力作用一段时间后撤去，然后木板做减速运动，至木块和木板脱离时，木板速度恰好为零。③第(3)(4)问中，有些同学不知道挖掘临界条件，木板能从木块下方抽出的条件为a木板＞a 木块；木块滑离木板时两者位移关系：x 木板－x 木块＝L。2.[滑板模型与图象结合]如图甲，水平地面上有一静止平板车，车上放一质量为m的物块，物块与平板车间的动摩擦因数为 0.2，t＝0 时，车开始沿水平面做直线运动，其v－t图象如图乙[来源:学§科§网Z§X§X§K]所示。g 取10 m/s2，平板车足够长，则物块运动的v－t 图象为()7高一物理第 4 页共 8 页3.带滑轮的连接体：质量分别为 M 和 m 的物块形状、大小均相同，将它们通过轻绳和光滑定滑轮连接，如图甲所示，沿斜面方向的绳子在各处均平行于倾角为 α 的斜面，M 恰好能静止在斜面上，不考虑M、m 与斜面之间的摩擦。若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放 M，斜面仍保持静止，则下列说法正确的是()A．轻绳的拉力等于MgB．轻绳的拉力等于mgC．M运动的加速度大小为(1－sin α)gM－mD．M运动的加速度大小为Mg4.连接体中的临界极值问题如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为 M 的物体 A、B(B 物体与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为 k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F 作用在物体 A 上，使物体 A 开始向上做加速度