高考物理一轮总复习 第三章 牛顿运动定律 第4节（课时2）牛顿运动定律综合应用二：动力学中“滑板—滑块模型”问题的剖析课件 鲁科版.ppt

物理建模 滑板 滑块模型 问题的剖析 1 模型特点 2 典例剖析 3 规律方法 4 备选训练 第三章牛顿运动定律 一 模型特点 1 模型特点 1 模型特点涉及两个发生相对滑动的物体 两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中 若滑块和滑板同向运动 位移之差等于板长 若滑块和滑板反向运动 位移之和等于板长 设板长为l 滑块位移x1 滑板位移x2同向运动时 反向运动时 运动演示 易错辨析 2 模型应用 滑块 木板模型 如图a 涉及摩擦力分析 相对运动 摩擦生热 多次互相作用 属于多物体多过程问题 知识综合性较强 对能力要求较高 故频现于高考试卷中 另外 常见的子弹射击木板 如图b 圆环在直杆中滑动 如图c 都属于滑块类问题 处理方法与滑块 滑板模型类似 3 思维模板 二 典例剖析 2 典例剖析 转解析 例3 如图示 木板静止于水平地面上 在其最右端放一可视为质点的木块 已知木块的质量m 1kg 木板的质量m 4kg 长l 2 5m 上表面光滑 下表面与地面之间的动摩擦因数 0 2 现用水平恒力f 20n拉木板 g取10m s2 1 求木板加速度的大小 2 要使木块能滑离木板 求水平恒力f作用的最短时间 3 如果其他条件不变 假设木板的上表面也粗糙 其上表面与木块之间的动摩擦因数为 1 0 3 欲使木板能从木块的下方抽出 对木板施加的拉力应满足什么条件 4 若木板的长度 木块质量 木板的上表面与木块之间的动摩擦因数 木板与地面间的动摩擦因数都不变 只将水平恒力增加为30n 则木块滑离木板需要多长时间 木板与木块各怎样运动 木板与木块又该如何运动 l l 分析时注意两物体间受力及运动中表现出的各物理量间的数量关系 转原题 转解析 备选 如图示 光滑水平面上静止放着长l 4m 质量为m 3kg的木板 厚度不计 一个质量为m 1kg的小物体放在木板的最右端 m和m之间的动摩擦因数 0 1 今对木板施加一水平向右的拉力f g取10m s2 1 为使两者保持相对静止 f不能超过多少 2 如果f 10n 求小物体离开木板时的速度 审题析疑 1 给出摩擦力存在的接触面 2 此条件隐含物体与木板间摩擦力的大小及运动状态 3 注意分析两者相对运动过程中的受力及运动关系 f的最大值为最大静摩擦力 即滑动摩擦力 此时两者共同匀加速运动 转原题 三 规律方法 3 规律方法 1 不清楚滑块 滑板类问题中滑块 滑板的受力情况 求不出各自的加速度 2 画不好运动草图 找不出位移 速度 时间等物理量间的关系 3 不清楚每一个过程的末速度是下一个过程的初速度 4 不清楚物体间发生相对滑动的条件 变式训练4 2016 安徽六校教育研究会联考 如图甲 水平地面上有一静止平板车 车上放一质量为m的物块 物块与平板车的动摩擦因数为0 2 t 0时 车开始沿水平面做直线运动 其v t图象如图乙所示 g取10m s2 平板车足够长 则物块运动的v t图象为 注意图象中反映出的小车运动情况 对物块的运动会有哪些影响 本题详细解析见教辅 变式训练5 如图示 物块a 木板b的质量均为m 10kg 不计a的大小 b板长l 3m 开始时a b均静止 现使a以某一水平初速度从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 1 0 3和 2 0 1 g取10m s2 1 若物块a刚好没有从b上滑下来 则a的初速度多大 2 若把木板b放在光滑水平面上 让a仍以 1 问中的初速度从b的最左端开始运动 则a能否与b脱离 最终a和b的速度各是多大 此条件表明物块a b有何关系 用假设法判定 本题详细解析见教辅 四 备选训练 4 备选训练 备选训练 如图示 质量为m的长木板 静止放置在粗糙水平地面上 有一个质量为m 可视为质点的物块 以某一水平初速度从左端冲上木板 从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中 物块和木板的v t图象分别如图中的折线acd和bcd所示 a b c d点的坐标为a 0 10 b 0 0 c 4 4 d 12 0 根据v t图象 g取10m s2 求 1 物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1 木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2 达到相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小a 2 物块质量m与长木板质量m之比 3 物块相对长木板滑行的距离 x 转解析 图象中能反映此相对滑动的距离吗 各线段ac bc cd表示的意义 转原题 备选训练 如图示 一质量为mb 2kg的木板b静止在光滑的水平面上 其右端上表面紧靠一固定斜面轨道的底端 斜面底端与木板b右端的上表面之间有一段小圆弧平滑连接 轨道与水平面的夹角 37 一质量也为ma 2kg的物块a由斜面轨道上距轨道底端x0 8m处静止释放 物块a刚好没有从木板b的左端滑出 已知物块a与斜面轨道间的动摩擦因数为 1 0 25 与木板b上表面间的动摩擦因数为 2 0 2 sin 0 6 cos 0 8 g取10m s2 物块a可看做质点 请问 1 物块a刚滑上木板b时的速度为多大 2 物块a从刚滑上木板b到相对木板b静止共经历了多长时间 木板b有多长 转解析 重复点击 返原题 备选训练 如图示 薄板a长l 5m 质量m 5kg 放在水平桌面上 板右端与桌边相齐 在a上距右端s 3m处放一物体b 可看成质点 其质量m 2kg 已知a b间动摩擦因数 1 0 1 a与桌面间和b与桌面间的