专题：滑块-木板问题课件

1、专题：板块模型问题专题：板块模型问题学习目标学习目标1 1、了解、了解“滑板滑板- -滑块模型滑块模型”的模型特点和的模型特点和动力学特征。动力学特征。2 2、掌握、掌握“滑板滑板- -滑块模型滑块模型”问题的分析方问题的分析方法和技巧。法和技巧。 考情分析考情分析1.“1.“滑板滑板- -滑块滑块”模型，具有涉及考点多模型，具有涉及考点多（运动学公式、牛顿运动定律、功能关系（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，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。试题，也是高考常

2、考的模型。2.2.此类试题由于研究对象多、受力分析此类试题由于研究对象多、受力分析 困难，运动过程复杂，往往会使考生困难，运动过程复杂，往往会使考生“手忙脚乱手忙脚乱”，“顾此失彼顾此失彼”导致丢分。导致丢分。因此探究并掌握此类试题的分析技巧和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。解题方法是十分必要的。 学习指导学习指导1 1模型特点：模型特点： 两个物体上、下叠放在一起，发生相对滑动，两个物体上、下叠放在一起，发生相对滑动，运动上运动上两者的加速度是不同的，受力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，两者有相互的滑动摩擦力相联系。相对静止时，

3、两者之间为静摩擦力。两者之间为静摩擦力。2 2解题思路：解题思路：（1 1）分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿）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；第二定律分别求出滑块和木板的加速度；（2 2）对滑块和木板进行运动情况分析，找出）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，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；是相对地面的位移；（3 3）审题画运动过程的草图，建立正确的物）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。理情景，帮助自己理解

4、过程。板 块 问 题 的 解 决 思 路运运动动初初态态分分析，析，受受力力分分析析找找出出临临界界状状态，态，运运动动过过程程分分段段列列方方程程求求解解依依据据已已知知所所求求选选择择解解题题途途径径作作运运动动简简图图 如图所示，木板静止于水平桌面如图所示，木板静止于水平桌面 上，上，在其最右端放一可视为质点的木块在其最右端放一可视为质点的木块. 已知已知木块的质量木块的质量m=1 kg，长，长L=2.5 m，上表，上表面光滑，面光滑， 下表面与地面之间的动摩擦因下表面与地面之间的动摩擦因数数=0.2.现用水平现用水平 恒力恒力F=20 N向右拉木向右拉木板，板，g取取10 m/s2，求

5、：，求： (1)木板加速度的大小；木板加速度的大小； (2)要使木块能滑离木板，水平恒力要使木块能滑离木板，水平恒力F作用的最短时间作用的最短时间; (3)如果其他条件不变，假设木板上表如果其他条件不变，假设木板上表面也粗糙，其上表面与木块之间的动摩面也粗糙，其上表面与木块之间的动摩擦因数为擦因数为 1=0.3，欲使木板能从木块的，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下方抽出，对木板施加的拉力应满足什么条件？么条件？ （4）若木板的长度、木块的质量、木）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、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

6、，只木板与地面间的动摩擦因数都不变，只将水平恒力增加为将水平恒力增加为 30 N，则木块滑离，则木块滑离木板需要多长时间？木板需要多长时间？分析受力和运动过程分析受力和运动过程挖掘隐含条件解题挖掘隐含条件解题m不受摩擦力作用不受摩擦力作用，M运动时，运动时，m相对地面静止相对地面静止恒力恒力F作用一段时间后撤去，作用一段时间后撤去，然后木块减速运动至木块与木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木板与木块间的摩擦力为滑动摩擦力，且要使摩擦力，且要使a木板木板a木块木块位移关系位移关系：x木板木板 x木块木块=L图图核心疑难探究核

7、心疑难探究规范审题规范审题例例1 1、如图所示，质量为如图所示，质量为m m1 1=1kg=1kg的小物块的小物块A A，以，以v v1 1=4m/s=4m/s的初速度水平向右滑上质量为的初速度水平向右滑上质量为m m2 2=1kg=1kg、初速度大小为、初速度大小为v v2 2=5m/s=5m/s向左运动的长木板向左运动的长木板B B，已知已知A A、B B之间的动摩擦因数之间的动摩擦因数1 1=0.2=0.2，B B与地面与地面之间的动摩擦因数之间的动摩擦因数2 2=0.4=0.4，整个过程中小物，整个过程中小物块并未从长木板上滑下，块并未从长木板上滑下，g g取取10m/s10m/s2

8、2则：则：（1 1）求小物块）求小物块A A刚滑上长木板刚滑上长木板B B时，小物块与时，小物块与长木板的加速度大小和方向长木板的加速度大小和方向（2 2）求小物块和长木板刚好相对静止时小物）求小物块和长木板刚好相对静止时小物块的位移大小块的位移大小 练习、如图所示，木板静止于水平桌面练习、如图所示，木板静止于水平桌面 上，在其上，在其最右端放一可视为质点的木块最右端放一可视为质点的木块. 已知木块的质量已知木块的质量m=1 kg，木板的质量，木板的质量M=4kg，长长L=2.5 m，上表面，上表面光滑，光滑， 下表面与地面之间的动摩擦因数下表面与地面之间的动摩擦因数=0.2.现现用水平用水平

9、 恒力恒力F=20 N向右拉木板，向右拉木板，g取取10 m/s2，求：，求：(1)木板加速度的大小；木板加速度的大小；(2)要使木块能滑离木板，要使木块能滑离木板，水平恒力水平恒力F作用的最短时间作用的最短时间;(3)如果其他条件不变，假设木板上表面也粗糙，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其上表面与木块之间的动摩擦因数为 1=0.3，欲，欲使木板能从木块的下方抽出，对木板施加的拉力应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？满足什么条件？（4）若木板的长度、木块的质量、木板的上表面）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

10、擦因数、木板与地面间的动摩擦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因数都不变，只将水平恒力增加为30 N，则木块滑，则木块滑离木板需要多长时间？离木板需要多长时间？图图受受 力力 分分 析析f1f1f2f1f1f2解解：（：（1 1）对）对A A受力分析，由牛顿第二受力分析，由牛顿第二 定律得：定律得： 方向水平向左；方向水平向左； 1111amgm 2221211amg)mm(gm gga2122 对对B B受力分析，由牛顿第二定律受力分析，由牛顿第二定律得：得： 方向水平向右。方向水平向右。受受 力力 分分 析析ga11 212s/ma 2210s/ma

11、 =0=3m/s过过 程程 示示 意意 图图=0 x（2 2）A A、B B都做匀减速运动，当都做匀减速运动，当B B的速度减为零时，的速度减为零时，由由 得：得：此时此时A A的速度的速度 ，方向向右，方向向右 此后，由于此后，由于 ，所以，所以B B静止，静止，A A继续向右匀减速运动，直到停止继续向右匀减速运动，直到停止对对A A：解得物块的位移解得物块的位移 atvv 0s.avt5022 s/mtavv3111 g)mm(gm21211 12120avx mx4 练习：1 1、如图所示，一质量为、如图所示，一质量为m=3kgm=3kg、初速度为、初速度为5m/s5m/s的小滑块（可视

12、为质点），向右滑上一质量为的小滑块（可视为质点），向右滑上一质量为M=2kgM=2kg的静止在水平面上的滑板，的静止在水平面上的滑板，m m、M M间动摩擦间动摩擦因数为因数为1 1=0.2=0.2，滑板与水平面间的动摩擦因数，滑板与水平面间的动摩擦因数为为2 2=0.1,(=0.1,(最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取取g=10m/sg=10m/s2 2) )。（1 1）滑块和滑板将如何运动？）滑块和滑板将如何运动？（2 2）为使滑块不从滑板上滑下来，滑板的长度）为使滑块不从滑板上滑下来，滑板的长度至少是多少？至少是多少？（3 3）前）前5 5秒滑块和滑板的位

13、移各是多少？秒滑块和滑板的位移各是多少？2、如图所示，质量、如图所示，质量M=8kg的长木板放在光滑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，当长木板向右运动的速度达到1.5m/s时，时，在长木板右端轻轻地放上一个大小不计，质量在长木板右端轻轻地放上一个大小不计，质量为为m=2kg的小物块，物块与长木板间的动摩擦的小物块，物块与长木板间的动摩擦因数因数=0.2，长木板足够长。，长木板足够长。(取取g=10m/s2)。求：。求：（1）小物块刚放到木板上时，小物块及长木）小物块刚放到木板上时，小物块及长木板的加速度

14、各为多大？板的加速度各为多大？（2）经多长时间两者达到相同的速度？）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）从小物块放上长木板开始，经过t=1.5s小小物块通过的位移大小为多少？物块通过的位移大小为多少？如图如图1 1，质量为，质量为m m的长木板静止在水平地面上，质量同的长木板静止在水平地面上，质量同样为样为m m的滑块（视为质点）以初速度的滑块（视为质点）以初速度0 0从木板左端滑从木板左端滑上木板，经过上木板，经过0.5s0.5s滑块刚好滑到木板的中点，如图滑块刚好滑到木板的中点，如图2 2为为滑块滑上木板后的速度时间图象，若滑块与木板间动滑块滑上木板后的速度时

15、间图象，若滑块与木板间动摩擦因数为摩擦因数为1 1，木板与地面间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为2 2，求，求（1 1）1 1、2 2各是多少？各是多少？（2 2）滑块的总位移和木板的总长度各是多少？）滑块的总位移和木板的总长度各是多少？ 变式训练变式训练1 1例例2 2、如图，在光滑水平面上有一质量为如图，在光滑水平面上有一质量为m m1 1的的足够长的木板，其上叠放一质量为足够长的木板，其上叠放一质量为m m2 2的木块。的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等擦力相等. .现给木块施加一随时间现给木块施加一随时间t t增大

16、的水平增大的水平力力F=ktF=kt（k k是常数），木板和木块加速度的大是常数），木板和木块加速度的大小分别为小分别为a a1 1和和a a2 2. .下列反映下列反映a a1 1和和a a2 2变化的图线中变化的图线中正确的是（正确的是（ ）答案答案A 变式训练变式训练2、如图所示，在高出水平地面如图所示，在高出水平地面h=1.8m的光的光滑平台上放置一质量滑平台上放置一质量M=2kg、由两种不同材料连接、由两种不同材料连接成一体的薄板成一体的薄板A，其右段长度，其右段长度l1=0.2m且表面光滑，且表面光滑，左段表面粗糙。在左段表面粗糙。在A最右端放有可视为质点的物块最右端放有可视为质点

17、的物块B，其质量，其质量m=1kg。B与与A左段间动摩擦因数左段间动摩擦因数=0.4。开始时二者均静止，现对开始时二者均静止，现对A施加施加F=20N水平向右的恒水平向右的恒力，待力，待B脱离脱离A（A尚未露出平台）后，将尚未露出平台）后，将A取走。取走。B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x=1.2m。（取。（取g=10m/s2）求：）求： B离开平台时的速度离开平台时的速度vB。 B从开始运动到刚脱离从开始运动到刚脱离A时，时，B运动的时间运动的时间tB和位移和位移xB。 A左端的长度左端的长度l2。技巧点拨技巧点拨4 4两者发生相对滑动的条件

18、：两者发生相对滑动的条件： (1)(1)摩擦力为滑动摩擦力摩擦力为滑动摩擦力 (2)(2)二者加速度不相等二者加速度不相等分析滑块分析滑块木板模型问题时应掌握的技巧木板模型问题时应掌握的技巧1 1分析题中滑块、木板的受力情况，求出各自的加速度分析题中滑块、木板的受力情况，求出各自的加速度2 2画好运动简图，找出位移、速度、时间等物理量间的关系画好运动简图，找出位移、速度、时间等物理量间的关系3 3知道每一过程的末速度是下一过程的初速度知道每一过程的末速度是下一过程的初速度变式训练变式训练2 2、如图所示，如图所示，A A、B B两物块的质量分别为两物块的质量分别为2m2m和和m m，静止叠放在

19、水平地面上，静止叠放在水平地面上，A A、B B间的动摩擦因数间的动摩擦因数为为，B B与地面间的动摩擦因数为与地面间的动摩擦因数为 ，最大静摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为力等于滑动摩擦力，重力加速度为g g，现对，现对A A施加一施加一水平拉力水平拉力F F，则（），则（）A A当当F F 时，时，A A、B B都相对地面静止都相对地面静止B B当当F= F= 时，时，A A的加速度为的加速度为C C当当F F 时，时，A A相对相对B B滑动滑动D D无论无论F F为何值，为何值，B B的加速度不会超过的加速度不会超过 21g 31mg 25g21mg 2mg 3答案：答案

20、：BCD 5 520112011山东卷如图山东卷如图14146 6所示，在高出水平地面所示，在高出水平地面h h1.8 m1.8 m的的光滑平台上放置一质量光滑平台上放置一质量M M2 kg2 kg、由两种不同材料连接成一体的、由两种不同材料连接成一体的薄板薄板A A，其右段长度，其右段长度l10.2 m0.2 m且表面光滑，左段表面粗糙在且表面光滑，左段表面粗糙在A A最右端放有可视为质点的物块最右端放有可视为质点的物块B B，其质量，其质量m m1 kg.1 kg.B B与与A A左段间动左段间动摩擦因数摩擦因数0.4.0.4.开始时二者均静止，现对开始时二者均静止，现对A A施加施加F F20 N20 N水平水平向右的恒力，待向右的恒力，待B B脱离脱离A A( (A A尚未露出平台尚未露出平台) )后，将后，将A A取走取走B B离开平离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离台后的落地点与平台右边缘的水平距离s s1.2 m1.2 m( (取取g g10 10 m/sm/s2 2) )求：求：(1)(1)B B离开平台时的速度离