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板块模型

板块模型一、解题心诀分类别、识套路;记结论、省功夫;V-T 图,标清楚。

二、类别1、拉上或拉下2、带动带不动3、共速及变速问题三、拉上或拉下问题1、拉上先判下动否,最大摩擦敢承受。

[典例1] 如图所示,物体A 叠放在物体B 上,B 置于光滑水平面上,A 、B 质量分别为m A =6 kg 、m B =2 kg ,A 、B 以及B 与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2,开始时F =10 N ,此后逐渐增加,在增大到36 N 的过程中,则( )A .当拉力F <12 N 时,物体均保持静止状态B .两物体开始没有相对运动,当拉力超过12 N 时,开始相对滑动C .两物体从受力开始就有相对运动D .两物体始终没有相对运动解析:先判断B 的最大静摩擦力是否能承受A 给它的滑动摩擦力。

如果能承受,那么不论拉力再大,A 运动再快,B 也巍然不动。

如果承受不住,那么B 就要跟随着A 向前运动。

112a f m g N μ==需承受,因为B 能承受A 的最大摩擦力,所以,不论力量多么大,B 都不会动。

[典例2] 如图所示,物体A 叠放在物体B 上,B 置于水平面上,A 、B 质量分别为m A =6 kg 、m B =2 kg ,A 、B 之间的动摩擦因数为μ1=0.2,B 与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1,开始时F =10 N ,此后逐渐增加,在增大到36 N 的过程中,则( )A .当拉力F <12 N 时,物体均保持静止状态B .两物体开始没有相对运动,当拉力超过12 N 时,开始相对滑动C .两物体从受力开始就有相对运动D .两物体始终没有相对运动解析:先判断B 承受不住,所以B 就要跟随着A 向前运动。

112a f m g N μ==需承受,因为B 的最大摩擦力不能承受A 对它的拉力,所以当F 增大到一定程度时,B 会随着A 运动。

一起运动时,可以把二者当成一个整体。

第二步:判断A 和B 何时被拉开。

临界条件下,A 为B 提供的最大摩擦力,已经不能让B 和A一起加速向前了。

对于A:1a a F m g m a μ-=对于B:12()a a b b m g m m g m a μμ-+=联立两式得:24F N =,22/a m s =第三步:因为现在拉力F大于24N ,所以A和B不能一起运动。

那么单独分析A物体:1a a F m g m a μ-=,由此得,24/a m s =2、拉下则判两临界[典例3] 如图所示,物体A 叠放在物体B 上,B 置于光滑水平面上,A 、B 质量分别为m A =6 kg 、m B =2 kg ,A 、B 之间的动摩擦因数为μ1=0.2,B 与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1,开始时F =10 N ,此后逐渐增加,在增大到36 N 的过程中,则( )A .当拉力F <12 N 时,物体均保持静止状态B .两物体开始没有相对运动,当拉力超过12 N 时,开始相对滑动C .两物体从受力开始就有相对运动D .两物体始终没有相对运动解析:拉下面的物体时,上面的物体一定会被带动,那么首先分析何时能动,用整体法来做判断。

然后判断A 和B 何时被拉开。

临界条件下,A 为B 提供的最大摩擦力,已经不能让B 和A一起加速向前了。

对于A:1a m g ma μ=对于B:2()()a b a b F m m g m m a μ-+=+联立两式得:24F N =,22/a m s =四、带动带不动1、上带下,先判断带动带不动。

步骤如“拉上”[典例1] (2017·安徽芜湖模拟)质量为m 0=20 kg 、长为L =5 m 的木板放在水平面上,木板与水平面的动摩擦因数为μ1=0.15.将质量m =10 kg 的小木块(可视为质点),以v 0=4 m/s 的速度从木板的左端水平抛射到木板上(如图所示),小木块与木板面的动摩擦因数为μ2=0.2(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g =10 m/s 2).则下列判断中正确的是( )A .木板一定静止不动,小木块不能滑出木板B .木板一定静止不动,小木块能滑出木板C .木板一定向右滑动,小木块不能滑出木板D .木板一定向右滑动,小木块能滑出木板解析:先判断m 0的最大静摩擦力是否能承受m 给它的滑动摩擦力。

如果能承受,那么不论m 运动再快,m 0也巍然不动。

如果承受不住,那么m 0就要跟随着m向前运动。

240f mg N μ==需承受,因为m 0能承受m 的最大摩擦力,所以,不论a 多么大,m 0都不会动。

[典例2] (2017·安徽芜湖模拟)质量为m 0=10 kg 、长为L =5 m 的木板放在水平面上,木板与水平面的动摩擦因数为μ1=0.15质量m =10 kg 的小木块(可视为质点),以v 0=4 m/s 的速度从木板的左端被水平抛射到木板上(如图所示),小木块与木板面的动摩擦因数为μ2=0.4(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g =10 m/s 2).则下列判断中正确的是( )A .木板一定静止不动,小木块不能滑出木板B .木板一定静止不动,小木块能滑出木板C .木板一定向右滑动,小木块不能滑出木板D .木板一定向右滑动,小木块能滑出木板解析:先判断m 0的最大静摩擦力是否能承受m 给它的滑动摩擦力。

如果承受不住,那么m 0就要跟随着m 向前运动。

240f mg N μ==需承受,因为m 0不能承受m 的最大摩擦力,所以,m 会带着下面的m 0向前运动。

第二:如果能带动下面物体,那么二者共速后,二者会共同减速。

判断方法同前假设二者可以一同向前做减速运动,那么,对整体:对m :15f ma N μ==需承受而m 的 max 140f mg N μ==所以二者可以共同减速运动。

2、下带上,如果接触面粗糙,那么肯定能带动。

注意在共速,停止,反向以后物体受到的摩擦力会发生改变。

[典例3] (原创)一足够长的长木板B 在水平面上向右运动,小物块A 无初速度的放到长木板B 的右端,此时木板B 的速度为16m/s .若小物块A 可视为质点,它与长木板B 的质量相同m =2 kg ,A 、B 间的动摩擦因数μ1=0.2,B 与地面之间的动摩擦因数μ2=0.2,取g =10 m/s 2.求:(1)最终A 与B 的相对位移是多少?解析:共速前,A 做匀加速直线运动,B 做匀减速运动。

212()6/A A B B B m g m m ga m s m μμ++==,AB 在第二秒末共速,共速时V A =V B =4m/s第二步:判断共速以后,B 能否hold 住A ,如果B 能hold 住A ,那么两者共速。

如果hold 不住,那么A 会“出轨”。

假设共速,那么那么B 要给A 提供的摩擦力能够让A 与其一起运动。

对A :max max 14(4)A A F f m a N f f m g N μ======由运动学可求,其相对位移是16m 。

[典例4] (原创)一足够长的长木板B 在水平面上向右运动,小物块A 无初速度的放到长木板B 的右端,此时木板B 的速度为18m/s .若小物块A 可视为质点,它与长木板B 的质量相同m =2 kg ,A 、B 间的动摩擦因数μ1=0.1,B 与地面之间的动摩擦因数μ2=0.2,取g =10 m/s 2.求:(1)最终A 与B 的相对位移是多少?解析:共速前,A 做匀加速直线运动,B 做匀减速运动。

212()5/A A B B B m g m m ga m s m μμ++==,AB 在第二秒末共速,共速时V A =V B =3m/s第二步:判断共速以后,B 能否hold 住A ,如果B 能hold 住A ,那么两者共速。

如果hold 不住,那么A 会“出轨”。

假设共速,那么对A :由于f 需要 > f max ,所以hold 不住,那么A 比B 运动的快。

所以由运动学可求,其相对位移是24m 。

共速、变速则力变。

注意物体在共速、停止、速度反向时,其受到的摩擦力的大小和方向都可能改变。

比如前面的例4:(原创)一足够长的长木板B 在水平面上向右运动,小物块A 无初速度的放到长木板B 的右端,此时木板B 的速度为18m/s .若小物块A 可视为质点,它与长木板B 的质量相同m =2 kg ,A 、B 间的动摩擦因数μ1=0.1,B 与地面之间的动摩擦因数μ2=0.2,取g =10 m/s 2.求:(1)最终A 与B 的相对位移是多少?技巧:找好临界条件:在0~3秒,3~4秒,4~6秒,物体B 的受力分析如下:终极考察试题:[典例1] (原创)一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5 m ,如图a 所示.t =0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t =1 s 时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板.已知碰撞后1 s 时间内小物块的v -t 图象如图b 所示.木板的质量等于小物块质量,重力加速度大小g 取10 m/s 2.求:(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2;(2)木板的最小长度;解析:(1)规定向右为正方向.木板与墙壁相碰前,小物块和木板一起向右做匀变速运动,设加速度为a 1,小物块和木板的质量分别为m 和M .由牛顿第二定律有-μ1(m +M )g =(m +M )a 1①由题图b 可知,木板与墙壁碰撞前瞬间的速度v 1=4 m/s ,由运动学公式有v 1=v 0+a 1t 1②s 0=v 0t 1+12a 1t 21③ 式中,t 1=1 s ,s 0=4.5 m 是木板碰撞前的位移,v 0是小物块和木板开始运动时的速度.联立①②③式和题给条件得μ1=0.1④在木板与墙壁碰撞后,木板以-v 1的初速度向左做匀变速运动,小物块以v 1的初速度向右做匀变速运动.设小物块的加速度为a 2,由牛顿第二定律有-μ2mg =ma 2⑤由题图b 可得a 2=v 2-v 1t 2-t 1⑥ 式中,t 2=1.5 s ,v 2=0,联立⑤⑥式和题给条件得μ2=0.4⑦(2)碰撞后,木块向右运动,木板向左运动。

其受力分析如下: 碰撞后木板的加速度为2123()6/A A B Bm g m m ga m s m μμ++==,经过时间Δt ,木板速度变为0, v =v 1+a 3Δt ⑧ 因此:Δt = s此时A 的速度v =v 1+a 3Δt = s ⑨B 速度为0以后,受到A 对其向右的摩擦力,B 会向右运动。

其受力为 当二者共速以后:其受力为:由运动学可,画出其V-t 图象:由运动学可得两者的相对位移为所以二者的相对位移为: 1721227s s s =+=。

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