微型专题 滑块-木板模型和传送带模型
[学习目标] 1.能正确运用牛顿运动定律处理滑块-木板模型.2.会对传送带上的物体进行受力分析,能正确解答传送带上的物体的运动问题.
一、滑块-木板模型
1.模型概述:一个物体在另一个物体上发生相对滑动,两者之间有相对运动.问题涉及两个物体、多个过程,两物体的运动时间、速度、位移间有一定的关系.
2.常见的两种位移关系
滑块从木板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和木板向同一方向运动,则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度;若滑块和木板向相反方向运动,则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度.
3.解题方法
分别隔离两物体,准确求出各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变),找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口.求解中应注意联系两个过程的纽带--速度,每一个过程的末速度是下一个过程的初速度.
例1 (2018·湘潭市模拟)如图1所示,物块A、木板B的质量均为m=10kg,不计A的大小,木板B长L=3m.开始时A、B均静止.现使A以水平初速度v0从B的最左端开始运动.已知A与B、B与水平面之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3和μ2=0.1,g取10m/s2.若A刚好没有从B上滑下来,则A的初速度v0为多大?
图1
答案 2m/s
解析 分别对物块A、木板B进行受力分析可知,A在B上向右做匀减速运动,设其加速度大小为a1,则有
a1==3m/s2
木板B向右做匀加速运动,设其加速度大小为a2,则有
a2==1m/s2
由题意可知,A刚好没有从B上滑下来,则A滑到B最右端时的速度和B的速度相同,设为v,则有
时间关系:t==
位移关系:L=-
解得v0=2m/s.