高考物理牛顿运动定律常见题型.doc

板、块问题 常见基本问题 处理方法 分析物体所受的摩擦力（动力、阻力） 根据物块与木板的相对运动方向来判断，摩擦力的突变的时刻：与相同时 板、块能一起加速运动的最大加速度 板、块间达到最大静摩擦力时 相对位移的计算 弄清对地位移和相对位移的概念是前提。可先由运动学公式求出某段时间内物体与传送带的对地位移，然后用“快”的减去“慢”的就是差距。也可应用图像法或相对运动法进行求解 物块不从木板上掉下去的条件 物块与木板保持相对静止时物块还在木板上，弄清达到临界状态的时间和位移关系 摩擦生的热（内能） 外力对板块系统做的功 板块相对运动 例1、如图所示，一速率为v0=10m/s的物块冲上一置于光滑水平面上且足够长的木板上。物块质量为m=4kg，木板质量M=6kg，物块与木板间的动摩擦因数，试问：物块将停在木板上何处？ 【启导】物块冲上木板后相对木板向右运动，会在木板摩擦力作用下匀减速运动，木板会在摩擦力作用下匀加速运动，两者共速后，一起匀速运动。求物块停在木板上何处，实际是在求物块与木板的相对位移大小。 【解析】 方法一（基本公式法） 由牛顿第二定律可知： 对物块 ；对木板 解得 ， 设两者共速时所用时间为t，则 解得 这段时间物块与车的位移大小分别为 v00 v0 0 t v/m·s-1 t/s 两车的位移之差 故物块能停距木板左端5m处 方法二（图像法） 作出物块与木板的运动图像如图所示。由牛顿第二定律可求得物块与木板的加速度 两者t时刻速度相等，则 解得 分析可知，图中阴影面积为板、块的相对位移，由几何关系知 故物块能停距木板左端5m处 解法三（相对运动法） 以地面为参考系，由牛顿第二定律可知 对物块 对木板 解得 ， 以木板为参考系，物块的初速度为，加速度为，则 两者相对位移为 故物块能停在距木板左端5m处 例2、如图所示，一平板车以某一速度v0匀速行驶，某时刻一货箱（可视为质点）无初速度地放置于平板车上，货箱离车后端的距离为l=3m，货箱放入车上的同时，平板车开始刹车，刹车过程可视为做a=4m/s2的匀减速直线运动。已知货箱与平板车之间的摩擦因数为μ=0.2，g=10m/s2。为使货箱不从平板上掉下来，平板车匀速行驶的速度v0应满足什么条件？ 【解析】由于，故可作出货箱、平板车的图像如图所示。图中阴影面积即为货箱与平板车在共速前的相对位移大小，则 v0v/m v0 v/m·s-1 t/s 0 t 阴影面积 要使货箱不从平板上掉下来，需满足 解得 【答案】 木板受牵引的板块问题 例3、如图所示，长、质量的木板静止放在水平面上，质量的小物块（可视为质点）放在木板的右端，木板和小木块间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数。现对木板施加一水平向右的拉力，取，求： （1）使小物块不掉下木板的最大拉力（小物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。 （2）如果拉力恒定不变，小物块所能获得的最大动能是多少。 【解析】（1）设物块与木板能保持相对静止的临界加速度为，则 对物块 对整体 所以 （2）当拉力时，物块相对于木板滑动，则 对木板 设物块在木板上滑行时间为，则 解得 物块的最大速度 所以 【答案】（1）12N （2）0.5J 例4、静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m＝0.5kg、长L＝1m。某时刻A以v0＝4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面，物体A的质量M＝1kg，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力。忽略物体A的大小，已知A与B之间的动摩擦因数μ=0.2，取重力加速度g=10m/s2。试求： （1）若F=5N，物体A在小车上运动时相对小车滑行的最大距离； （2）如果要使A不至于从B上滑落，拉力F大小应满足的条件。 【引导】本题与上题运动情境不同之处在于本题中物块有初速度，而上题中却没有。物块在平板车上做匀减速运动，当两者速度相等时具有最大相对位移（如果两者速度能相等的话）。要想A不从平板车B上滑落，F不能太小，致使物块从平板车右端冲出；F也不能太大，致使两者速度相等后依然不能相对静止而从平板车左端滑出。 【解析】（1）物体A滑上平板车B以后，做匀减速运动，有 平板车B做加速运动，有 解得 两者速度相同时，有 解得 这段时间内A、B运行的位移大小分别为 物体A在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离 由于，所以以上分析和结论成立。 （2）物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B 具有共同的速度，则位移关系为 ； 时间关系为 联立以上两式解得 由牛顿第二定律得 若，则A滑到B的右端时，速度