滑块—滑板类问题 专题课 莱阳九中 于义松
从一段对话开始: 普通人问圣人:“世间什么最贵?” 圣人回答:“错误。” 又问:“何物最便宜?” 圣人仍答:“错误。” 会分析错误的原因并吸取教训,错误是无价之宝;不分析错误原因、不吸取教训,错误一文不值。在高三物理的复习中常会碰到一些错题,将错题视为一次优化、提升的契机,那么错题就将是一个尚待开发的宝藏。
滑块—滑板类问题 3 选择第2题
滑板—滑块问题 3 示范讲解----讲义37页第11题
讲义36页第2题 3 自主纠正
讲义42页第12题
练习 如图所示,光滑水平面上静止放着长L=1m,质量为M=3kg的木板(厚度不计),一个质量为m=1 kg的小物体(可视为质点),放在木板的最右端,小物体与木板间的动摩擦因数μ=0.1,今对木板施加一水平向右的拉力F。(g=10 m/s2) (1)为使小物体不掉下去,F不能超过多少? (2)如果拉力F=10N恒定不变,求小物体所能获得的最大速率?
讲义40页典例1 如图所示,质量为M=4 kg的木板长L=1.4 m,静止放在光滑的水平地面上,其右端静置一质量为m=1 kg的小滑块(可视为质点),小滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,今用水平力F=28 N 向右拉木板.要使小滑块从木板上掉下来,力F作用的时间至少要多长?(不计空气阻力,g=10 m/s2)
【深度剖析】在力F作用过程中,M和m都做匀加速直线运动,经过t1撤掉力F后,m继续做匀加速运动,M做匀减速运动,当两者达到共同速度时,如果m恰好滑到M的左端,则时间为最短时间,该状态为临界状态.本题可以借助v-t图象来解决.
设t1时刻撤掉力F,此时,滑块的速度为v2,木板的速度为v1,t2时刻达到最终速度v3,阴影部分的面积为板长L. 对滑块:μmg=ma2,v2=a2t1 对木板:F-μmg=Ma1,v1=a1t1 撤去力F后,木板的加速度变为a3, 则:μmg=Ma3 由v-t图象知:L= (v1-v2)t2 v1-a3(t2-t1)=v2+a2(t2-t1) 联立以上各式得:t1=1 s
课堂小结 求解板块模型问题的步骤: (1)审题,画运动过程草图建立正确的物理图景。 (2)受力分析、运动过程分析构建模型。利用程序法将过程分段处理,各个击破。关键是思维要连贯,解题要细心、条理要清楚。 (3)挖掘临界状态寻求解题突破口,注意位移、时间等量关系。 (4)结合初始条件合理选择规律列方程求解。
练习 质量为m=1.0 kg的小滑块(可视为质点)放在质量为M =3.0 kg的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.0 m.开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力F=12 N,如图所示,经一段时间后撤去F.为使小滑块不掉下木板,试求:用水平恒力F作用的最长时间.(g取10 m/s2)
答案:1 s
练习
图3 图4
作业 整理、总结提升。
教学反思 求解多过程问题的基本方法——分段思维法。该方法也就是化整为零的分析方法,把复杂的物理过程分解为若干研究过程,再分别对每个过程中的研究对象分析其受力情况和运动情况,找到其过程变化的特点和所遵循的规律,然后应用相应的公式、定理、定律进行列式求解。求解多过程问题,要能够将多过程分解为多个子过程,在每一个子过程中,对物体进行正确的受力分析,正确求解加速度是关键.求解时应注意以下两点:(1)当物体的受力情况发生变化时其加速度也要变化;(2)两个过程的衔接——前一过程的末速度是后一过程的初速度.特别注意物体沿斜面向上运动时,物体可能会两次经过同一点,在沿斜面向上和向下运动过程中其加速度要发生变化.
联想拓展 规律:同一绳上拉力(张力)处处相等 示范讲解 解析 典型物理模型:轻绳模型 1 规律:同一绳上拉力(张力)处处相等 示范讲解 解析 多过程的运动问题中找到各个过程相联系的量是解题的关键,如第一过程的末速度就是下一过程的初速度,另外画图找出它们之间的位移联系. 拓展