专题：滑块-木板问题PPT课件.ppt

专题 板块模型问题 2020 3 22 1 学习目标 1 了解 滑板 滑块模型 的模型特点和动力学特征 2 掌握 滑板 滑块模型 问题的分析方法和技巧 2020 3 22 2 考情分析 1 滑板 滑块 模型 具有涉及考点多 运动学公式 牛顿运动定律 功能关系等 情境丰富 设问灵活 解法多样 思维量高等特点 是一类选拔功能较强的试题 也是高考常考的模型 2020 3 22 3 2 此类试题由于研究对象多 受力分析困难 运动过程复杂 往往会使考生 手忙脚乱 顾此失彼 导致丢分 因此探究并掌握此类试题的分析技巧和解题方法是十分必要的 2020 3 22 4 学习指导 1 模型特点 两个物体上 下叠放在一起 发生相对滑动 运动上 两者的加速度是不同的 受力上 两者有相互的滑动摩擦力相联系 相对静止时 两者之间为静摩擦力 2020 3 22 5 2 解题思路 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 3 审题画运动过程的草图 建立正确的物理情景 帮助自己理解过程 2020 3 22 6 板块问题的解决思路 运动初态分析 受力分析 2020 3 22 7 如图所示 木板静止于水平桌面上 在其最右端放一可视为质点的木块 已知木块的质量m 1kg 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向右拉木板 g取10m s2 求 1 木板加速度的大小 2 要使木块能滑离木板 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 木块的质量 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 分析受力和运动过程挖掘隐含条件解题 m不受摩擦力作用 M运动时 m相对地面静止 恒力F作用一段时间后撤去 然后木块减速运动至木块与木板脱离时 木板速度恰好为零 木板与木块间的摩擦力为滑动摩擦力 且要使a木板 a木块 位移关系 x木板 x木块 L 图 核心疑难探究 规范审题 2020 3 22 8 例1 如图所示 质量为m1 1kg的小物块A 以v1 4m s的初速度水平向右滑上质量为m2 1kg 初速度大小为v2 5m s向左运动的长木板B 已知A B之间的动摩擦因数 1 0 2 B与地面之间的动摩擦因数 2 0 4 整个过程中小物块并未从长木板上滑下 g取10m s2 则 1 求小物块A刚滑上长木板B时 小物块与长木板的加速度大小和方向 2 求小物块和长木板刚好相对静止时小物块的位移大小 2020 3 22 9 练习 如图所示 木板静止于水平桌面上 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向右拉木板 g取10m s2 求 1 木板加速度的大小 2 要使木块能滑离木板 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 木块的质量 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 图 2020 3 22 10 受力分析 2020 3 22 11 解 1 对A受力分析 由牛顿第二定律得 方向水平向左 对B受力分析 由牛顿第二定律得 方向水平向右 受力分析 2020 3 22 12 0 3m s 过程示意图 0 2020 3 22 13 2 A B都做匀减速运动 当B的速度减为零时 由得 此时A的速度 方向向右此后 由于 所以B静止 A继续向右匀减速运动 直到停止 对A 解得物块的位移 2020 3 22 14 练习 1 如图所示 一质量为m 3kg 初速度为5m s的小滑块 可视为质点 向右滑上一质量为M 2kg的静止在水平面上的滑板 m M间动摩擦因数为 1 0 2 滑板与水平面间的动摩擦因数为 2 0 1 最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力 取g 10m s2 1 滑块和滑板将如何运动 2 为使滑块不从滑板上滑下来 滑板的长度至少是多少 3 前5秒滑块和滑板的位移各是多少 2020 3 22 15 2020 3 22 16 2 如图所示 质量M 8kg的长木板放在光滑的水平面上 在长木板左端加一水平推力F 8N 当长木板向右运动的速度达到1 5m s时 在长木板右端轻轻地放上一个大小不计 质量为m 2kg的小物块 物块与长木板间的动摩擦因数 0 2 长木板足够长 取g 10m s2 求 1 小物块刚放到木板上时 小物块及长木板的加速度各为多大 2 经多长时间两者达到相同的速度 3 从小物块放上长木板开始 经过t 1 5s小物块通过的位移大小为多少 2020 3 22 17 如图1 质量为m的长木板静止在水平地面上 质量同样为m的滑块 视为质点 以初速度 0从木板左端滑上木板 经过0 5s滑块刚好滑到木板的中点 如图2为滑块滑上木板后的速度时间图象 若滑块与木板间动摩擦因数为 1 木板与地面间的动摩擦因数为 2 求 1 1 2各是多少 2 滑块的总位移和木板的总长度各是多少 变式训练1 2020 3 22 18 2020 3 22 19 2020 3 22 20 例2 如图 在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板 其上叠放一质量为m2的木块 假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等 现给木块施加一随时间t增大的水平力F kt k是常数 木板和木块加速度的大小分别为a1和a2 下列反映a1和a2变化的图线中正确的是 2020 3 22 21 答案A 2020 3 22 22 变式训练2 如图所示 在高出水平地面h 1 8m的光滑平台上放置一质量M 2kg 由两种不同材料连接成一体的薄板A 其右段长度l1 0 2m且表面光滑 左段表面粗糙 在A最右端放有可视为质点的物块B 其质量m 1kg B与A左段间动摩擦因数 0 4 开始时二者均静止 现对A施加F 20N水平向右的恒力 待B脱离A A尚未露出平台 后 将A取走 B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x 1 2m 取g 10m s2 求 B离开平台时的速度vB B从开始运动到刚脱离A时 B运动的时间tB和位移xB A左端的长度l2 2020 3 22 23 2020 3 22 24 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 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 画好运动简图 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 2020 3 22 25 变式训练2 如图所示 A B两物块的质量分别为2m和m 静止叠放在水平地面上 A B间的动摩擦因数为 B与地面间的动摩擦因数为 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 重力加速度为g 现对A施加一水平拉力F 则 A 当F 时 A B都相对地面静止B 当F 时 A的加速度为C 当F 时 A相对B滑动D 无论F为何值 B的加速度不会超过 答案 BCD 2020 3 22 26 52011 山东卷如图14 6所示 在高出水平地面h 1 8m的光滑平台上放置一质量M 2kg 由两种不同材料连接成一体的薄板A 其右段长度l1 0 2m且表面光滑 左段表面粗糙 在A最右端放有可视为质点的物块B 其质量m 1kg B与A左段间动摩擦因数 0 4 开始时二者均静止 现对A施加F 20N水平向右的恒力 待B脱离A A尚未露出平台 后 将A取走 B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离s 1 2m 取g 10m s2 求 1 B离开平台时的速度vB 2 B从开始运动到刚脱离A时 B运动的时间tB和位移xB 3 A左端的长度l2 2020 3 22 27 2020 3 22 28 2020 3 22 29 2015全国2 下暴雨时 有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害 某地有一倾角为 37 sin37 0 8 的山坡C 上面有一质量为m的石板B 其上下表面与斜坡平行 B上有一碎石堆A 含有大量泥土 A和B均处于静止状态 如图所示 假设某次暴雨中 A浸透雨水后总质量也为m 可视为质量不变的滑块 在极短时间内 A B间的动摩擦因数