传送带模型和滑块木板模型

专题：传送带模型和滑块模型

1、 板块模型

此类问题通常是一个小滑块在木板上运动，小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力或静摩擦力联系在一起的。分别隔离选取研究对象，均选地面为参照系，应用牛顿第二定律及运动学知识，求出木板对地的位移等，解决此类问题的关键在于深入分析的基础上，头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景，为此要认真画好草图。在木板与木块发生相对运动的过程中，作用于木块上的滑动摩擦力f 为动力，作用于木板上的滑动摩擦力f为阻力，由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm 与木板长度L 之和，而它们各自的匀加速运动均在相同时间t 内完成。

例2 如图3所示，质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上，在小车右端加一水平恒力F，F=8N，当

小车速度达到1．5m/s时，在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体，物体与小车间的动摩擦因数μ=0．2，小车足够长，求物体从放在小车上开始经t=1．5s通过的位移大小。（g取10m/s）

解答：物体放上后先加速：a1=μ

2

g=2m/s2

，

此时小车的加速度

为： ，当小车与物体达到共同速度时：v共

=a1t1=v0+a2

高中物理常见的“滑块—木板”模型作为力学的基本模型经常出现，在这一模型中考查滑块与木板之间的相互作用问题，是对直线运动和牛顿运动定律有关知识的巩固和应用。这类问题的分析有利于培养学生对物理情景的想象能力，为后面动量和能量知识的综合应用打下良好的基础。滑块—木板模型的常见题型及分析方法如下： 题型一 平衡状态下的滑块与木板

滑块与木板处于平衡状态时，二者之间有相互作用的弹力和静摩擦力。物体间保持相对静止但有静摩擦力存在。静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反。判断方法①利用摩擦力与相对运动趋势相反来判断②利用力的平衡条件或假设法来判断摩擦力的有无及方向。

例一 如图所示，质量均为m的两木块a与b叠放在水平面上，a受到斜向上与水平面成θ角的力作用，b受到斜向下与水平成θ角的力作用，两力大小均为F，两木块保持静止状态，则（ ）

A．a、b之间可能没有静摩擦力

B．b与地面之间一定存在静摩擦力

C．b对a的支持力一定小于mg

D．地面对b的支持力一定大于2mg

对整体受力分析可知，整体受重力、支持力、两个拉力，将拉力沿水平和竖直方向分解可知，其水平分量相等，故整体在水平方向受力平衡，故地面对b没有摩擦力；故B错误

专题：滑块—木板模型（一）

一．“滑块—木板模型”问题的分析思路 1．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。 2．模型特征

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。 3．思维模板

4．分析滑块—木板模型问题时应掌握的技巧

（1）分析题中滑块、木板的受力情况，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。（2）二者加速度不相等。 5． 滑块—木板模型临界问题的求解思路

二．受力分析： 力作用在下板为例：

(1) M、m之间的摩擦因数为μ，地面光滑：

a、相对静止(共同向前走): F=(M+m)a b、相对滑动时： F=ma1+Ma2 μmg=ma1

那么临界是：a1=a2

(2)当上边面摩擦因数为μ1，下表面为μ2时:

a、相对静止(共同向前走): F-μ2(M+m)g =(M+m)ab、相

专题：滑块—木板模型（一）

一．“滑块—木板模型”问题的分析思路 1．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。 2．模型特征

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。 3．思维模板

4．分析滑块—木板模型问题时应掌握的技巧

（1）分析题中滑块、木板的受力情况，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。（2）二者加速度不相等。 5． 滑块—木板模型临界问题的求解思路

二．受力分析： 力作用在下板为例：

(1) M、m之间的摩擦因数为μ，地面光滑：

a、相对静止(共同向前走): F=(M+m)a b、相对滑动时： F=ma1+Ma2 μmg=ma1

那么临界是：a1=a2

(2)当上边面摩擦因数为μ1，下表面为μ2时:

a、相对静止(共同向前走): F-μ2(M+m)g =(M+m)ab、相

子弹打木块专题 (滑块木板专题)

例1、 子弹以一定的初速度射入放在光滑水平面 上的木块中，并共同运动下列说法中正确的是：( ACD)

A、子弹克服阻力做的功等于木块动能的增加与摩擦生的热的总和

B、木块对子弹做功的绝对值等于子弹对木块做的功C、木块对子弹的冲量大小等于子弹对木块的冲量

D、系统损失的机械能等于子弹损失的动能和子弹对木块所做的功的差

例2、 如图所示，质量为M =2kg的小车放在光滑水平面上， 在小车右端放一质量为m=1kg 的物块。两者间的动摩擦因数为 μ=0.1,使物块以v1=0.4m/s 的水平速度向左运动，同时使小车 以v2=0.8m/s 的初速度水平向右运动， (取g= 10m/s2)求： (1)物块和小车相对静止时，物块和小车的速度大小和方向 (2)为使物块不从小车上滑下，小车的长度L至少多大？

解：(1)木块先向左匀减速运动到0,再匀加速运动到共 同速度V 由动量守恒定律 (m+M)V=Mv2-mv1 v1 V=0.4m/s m M v2 (2)由能量守恒定律 μmgL=1/2×Mv22+ 1/2×mv12 - 1/2×(m+M)V2m

M mV M

V1 V

L=0.48m

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滑块模板模型题目大全精选

一．选择题（共8小题） 1．（2014?江西一模）如图甲所示，质量M=0.8kg的木板静止在粗糙的水平地面上，在木板的左端静止放置一个质量m=1.2kg、大小可以忽略的铁块，若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F，F随时间变化的关系式是F=2t N，图乙表示铁块受到木板的摩擦力f随拉力F大小变化的图象．设木板足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取

2

g=10m/s，下列说法正确的是（ ）

A．木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1 B．铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.3 C．1s末两物体开始运动

D．3s末两物体开始分离运动 2．（2012?安徽三模）如图所示，水平桌面光滑，A、B物体间的动摩擦因数为μ（可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），A物体质量为2m，B和C物体的质量均为m，滑轮光滑，砝码盘中可以任意加减砝码．在保持A、B、C三个物体相对静止且共同向左运动的情况下，B、C间绳子所能达到的最大拉力是（ ）

A．μmg

B．μmg C．2μmgD．3μmg

3．（2015?包头二模）如图甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B（长木板足够长）的左端放着小物块A．某时刻，A受到水平向右的外

子弹打木块专题 (滑块木板专题)

例1、 子弹以一定的初速度射入放在光滑水平面 上的木块中，并共同运动下列说法中正确的是：( ACD)

A、子弹克服阻力做的功等于木块动能的增加与摩擦生的热的总和

B、木块对子弹做功的绝对值等于子弹对木块做的功C、木块对子弹的冲量大小等于子弹对木块的冲量

D、系统损失的机械能等于子弹损失的动能和子弹对木块所做的功的差

例2、 如图所示，质量为M =2kg的小车放在光滑水平面上， 在小车右端放一质量为m=1kg 的物块。两者间的动摩擦因数为 μ=0.1,使物块以v1=0.4m/s 的水平速度向左运动，同时使小车 以v2=0.8m/s 的初速度水平向右运动， (取g= 10m/s2)求： (1)物块和小车相对静止时，物块和小车的速度大小和方向 (2)为使物块不从小车上滑下，小车的长度L至少多大？

解：(1)木块先向左匀减速运动到0,再匀加速运动到共 同速度V 由动量守恒定律 (m+M)V=Mv2-mv1 v1 V=0.4m/s m M v2 (2)由能量守恒定律 μmgL=1/2×Mv22+ 1/2×mv12 - 1/2×(m+M)V2m

M mV M

V1 V

L=0.48m

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第5课时 牛顿第二定律应用

“传送带模型”问题 考点梳理

模型特征

物体在传送带上运动时，往往会牵涉到摩擦力的突变和相对运动问题．当物体与传送带相对静止时，物体与传送带间可能存在静摩擦力也可能不存在摩擦力．当物体与传送带相对滑动时，物体与传送带间有滑动摩擦力，这时物体与传送带间会有相对滑动的位移．．

【课堂探究 典例分析】

考点一、水平传送带问题

例题1、水平传送带AB以v＝200 cm/s的速度匀速运动，如图339所示，A、B相距0.011 km，一物体(可视为质点)从A点由静止释放，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，则物体从A沿传送带运动到B所需的时间为多少？(g＝10 m/s2)

突破训练1、如图所示，水平传送带AB长L＝10 m，向右匀速运动的速度v0＝4 m/s，一质量为1 kg的小物块(可视为质点)以v1＝6 m/s的初速度从传送带右端B点冲上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.4，g取10 m/s2.求：

(1)物块相对地面向左运动的最大距离；

(2)物块从B点冲上传送带到再次回到B点所用的时间．

突破训练2、带式传送机是在一定的线路上连续输送物料的搬运机械，又称连续输送机．如图所示，一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行．现将一

皮带

1．（1）确定计算功率Nj

Nj?KN[KW]

N——主动带轮传动的功率N=4KW K——工作情况系数 工作时间为——班 K=1.0 故Nj?1.0?4?4 （2）选择三角胶带的型号

小带轮的转速：n1?1440rpm 选用B型三角胶带 （3）确定带轮直径D1,D2

小轮直径D应满足条件: D1?Dmin(mm)

Dmin?140mm 故D1=150mm

大轮直径D2?14401250n1n2D2 n2为大轮的转速n2=1250rpm

?D2??150?172.8?173mm

（4）计算胶带速度?

?D1n13.14?150?1440????11.304m/s

6000060000（5）初定中心距A0

两带轮中心距应在A0?(0.6?2)(D1?D2)mm 故A0?1?(150?173)?323mm （6）计算胶带的长度L0

L0?2A0??2(D1?D2)?(D2?D1)4A022

3.1423?323??115mm 3.52 ?2?323?24?323查表12，选标准计算长度L及作为标记的三角胶带的内周长度LW

LN=1153.52 查得L=1153

（7）计算胶带的弯曲次数? ??1000m?L[S?1]?4

传送带问题专题

知识特点

传送带上随行物受力复杂，运动情况复杂，功能转换关系复杂。 基本方法

解决传送带问题要特别注重物理过程的分析和理解，关键是分析传送带上随行物时一般以地面为参照系。

1、对物体受力情况进行正确的分析，分清摩擦力的方向、摩擦力的突变。当传送带和随行物相对静止时，两者之间的摩擦力为恒定的静摩擦力或零；当两者由相对运动变为速度相等时，摩擦力往往会发生突变，即由滑动摩擦力变为静摩擦力或变为零，或者滑动摩擦力的方向发生改变。

2、对运动情况进行分析分清物体的运动过程，明确传送带的运转方向。

3、对功能转换关系进行分析，弄清能量的转换关系，明白摩擦力的做功情况，特别是物体与传送带间的相对位移。 一、 基础练习

【示例1】一水平传送带长度为20m，以2m／s的速度做匀速运动，已知某物体与传送带间动摩擦因数为0.1，则从把该物体由静止放到传送带的一端开始，到达另一端所需时间为多少？

V

【讨论】

1、在物体和传送带达到共同速度时物体的位移，传送带的位移，物体和传送带的相对位移分别是多少？

2、若物体质量m=2Kg，在物体和传送带达到共同速度的过程中传送带对物体所做的功，因摩擦而产生的热量分别是多少？

情景变换一、当传送带不做匀速运动时

【示例2】一水平的浅色长传