热点专题突破系列滑块—滑板模型实用教案

1、学习(xux)目标1 1、掌握滑块滑板类问题的主要(zhyo)(zhyo)题型及特点。2 2、强化受力分析，运动过程分析； 抓住运动状态转化时的临界条件。3 3、动量与能量观点解决滑板问题第1页/共28页第一页，共28页。考情分析(fnx)1.“滑块-木板(m bn)”类问题，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，是一类选拔功能极强的试题，也是新课标力学常考的试题。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。是学生比较容易感到“头疼”的一类试题。因此探究并掌握此类试题的分

2、析技巧和解题方法是十分必要的。第2页/共28页第二页，共28页。【热点概述】“滑块+ +滑板”问题可以检测学生对受力分析、运动过程分析的能力, ,同时锻炼学生综合应用牛顿运动定律、功能关系及能量守恒定律解决综合问题的能力, ,是近几年高考的热点。具体如下: :1.1.常见的三类问题: :(1)(1)滑块和滑板的初速度相同(xin tn);(xin tn);(2)(2)滑块和滑板中有一个物体初速度为零; ;(3)(3)滑块和滑板的初速度均不为零。热点(r din)概述第3页/共28页第三页，共28页。2.2.考查角度: :(1)“(1)“滑块+ +滑板”的动力学问题; ;(2)“(2)“滑块+

3、+滑板”的动量守恒问题。3.3.规律应用: :(1)(1)牛顿第二定律; ;(2)(2)牛顿第三(d sn)(d sn)定律; ;(3)(3)运动学公式; ;(4)(4)动能定理; ;(5)(5)功能关系; ;(6)(6)动量守恒定律；(7)(7)能量守恒定律。第4页/共28页第四页，共28页。1模型(mxng)特点：上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动2建模指导解此类题的基本思路：（1）牛顿第二定律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）动量守恒定律分析系统总动量的大小及方向，结合能量守恒定律综合应用。知识(zh shi)梳理第5

4、页/共28页第五页，共28页。3.考试(kosh)题型：（1 1）选择题：包括文字选择题与图象选择题；（2 2）计算题：主要有关于滑块和滑板间是否存在相对滑动的分析计算、使滑块与滑板间发生相对滑动的临界力的计算（即外力的作用范围问题(wnt)(wnt)）；其它临界问题(wnt)(wnt)的分析计算等。4 4易失分点: :(1)(1)不清楚滑块、滑板的受力情况，求不出各自的加速度(2)(2)不清楚物体间发生相对滑动(hudng)(hudng)的条件第6页/共28页第六页，共28页。分析“滑块滑板模型(mxng)” 问题时应掌握的技巧1分析题中滑块、滑板的受力情况，求出各自的加速度2画好运动草图，

5、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4两者发生相对滑动的条件：(1)摩擦力为滑动摩擦力（动力学条件）(2)二者速度或加速度不相等（运动学条件）（其中动力学条件是判断的主要依据）考型一：动力学类问题(wnt)第7页/共28页第七页，共28页。【典例1】核心核心(hxn)疑难探疑难探究究临界(ln ji)问题第8页/共28页第八页，共28页。第9页/共28页第九页，共28页。方法(fngf)指导二、使滑块与滑板间发生相对滑动(hudng)的临界力的计算方法 使滑块与滑板间不发生相对滑动或者发生相对滑动的力都是使滑块与滑板间不发生相对滑动或者发生相对滑动的力都

6、是某一特定范围的力，因此刚好能够使滑块与滑板间发生相对滑动的某一特定范围的力，因此刚好能够使滑块与滑板间发生相对滑动的临界力的计算很重要临界力的计算很重要(zhngyo)(zhngyo)。此临界力的计算通常有两种。此临界力的计算通常有两种方法：方法：1.1.动力学方法：先用隔离法运用牛顿第二定律求出不受外力动力学方法：先用隔离法运用牛顿第二定律求出不受外力F F作用作用的那个物体的最大加速度，然后再用整体法运用牛顿第二定律求出的那个物体的最大加速度，然后再用整体法运用牛顿第二定律求出外力外力F F的大小数值，这个值就是临界值。滑块与滑板间不发生相对的大小数值，这个值就是临界值。滑块与滑板间不发

7、生相对滑动时的外力应小于或等于这个数值，而滑块与滑板间发生相对滑滑动时的外力应小于或等于这个数值，而滑块与滑板间发生相对滑动时的外力应大于这个数值。动时的外力应大于这个数值。第10页/共28页第十页，共28页。2.2.临界条件法：即运用临界条件进行计算。滑块与滑板恰好临界条件法：即运用临界条件进行计算。滑块与滑板恰好能发生相对滑动能发生相对滑动(hudng)(hudng)（要滑动（要滑动(hudng)(hudng)但还未滑但还未滑动动(hudng)(hudng)时）的临界条件是（时）的临界条件是（1 1）滑块与滑板间的静摩）滑块与滑板间的静摩擦力达到最大静摩擦力（通常近似地认为最大静摩擦力等于

8、擦力达到最大静摩擦力（通常近似地认为最大静摩擦力等于滑动滑动(hudng)(hudng)摩擦力）；（摩擦力）；（2 2）滑块的加速度恰好等于滑）滑块的加速度恰好等于滑板的加速度。板的加速度。方法(fngf)指导三、滑块在滑板上不滑下的临界条件(tiojin)：滑块滑到滑板一端时，滑块和滑板两者速度相同第11页/共28页第十一页，共28页。临界问题【典例3】木板M静止在光滑水平面上，木板上放着一个小滑块m，与木板之间的动摩擦因数，为了使得m能从M上滑落下来，求下列(xili)情况下力F的大小范围。FMmmFM核心核心(hxn)疑难探疑难探究究第12页/共28页第十二页，共28页。解析（1）m与M

9、刚要发生(fshng)相对滑动的临界条件：要滑动：m与M间的静摩擦力达到最大静摩擦力；未滑动：此时m与M加速度仍相同。受力分析如图，先隔离m，由牛顿第二定律可得：a=mg/m=g再对整体，由牛顿第二定律可得：F0=(M+m)a解得：F0=(M+m) g所以，F的大小范围为：F(M+m)gMfmFmfmMfmFmfm（2）受力分析如图，先隔离M，由牛顿第二定律可得：a=mg/M再对整体(zhngt)，由牛顿第二定律可得：F0=(M+m)a解得：F0=(M+m) mg/M所以，F的大小范围为：F(M+m)mg/M第13页/共28页第十三页，共28页。【典例4】如图甲所示，静止在光滑水平(shupn

10、g)面上的长木板B(长木板足够长)的左端放置着静止的小物块A.某时刻，A受到水平(shupng)向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示，即Fkt，其中k为已知常数若A、B之间的最大静摩擦力为f，且滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等，mB2mA.则下列图象中，可以定性地描述长木板B运动的vt图象的是()甲乙C核心核心(hxn)疑难探疑难探究究临界(ln ji)问题第14页/共28页第十四页，共28页。解析：根据题意，开始时，A、B相对静止(jngzh)，相对滑动前以相同(xin tn)加速度2AAktamm向右做变加速运动(ji s yn dn)，木板B的最大加速度2BAfam，当2AA

11、ktffmm时，A、B开始相对滑动，解得时间32ftk，之后A的加速度AAktfam随时间增大，木板B以不变的加速度2BAfam做匀加速直线运动从以上分析可知，C正确故选C.第15页/共28页第十五页，共28页。核心疑难核心疑难(y nn)探究探究临界(ln ji)问题 质量为质量为M2 kg、长为、长为L的木板静止在光滑的水平面上，的木板静止在光滑的水平面上，在木板左端放有质量为在木板左端放有质量为m1 kg的铁块的铁块(可视为质点可视为质点)现给铁块施现给铁块施加一水平拉力加一水平拉力F4 N，使铁块相对木板滑动，作用，使铁块相对木板滑动，作用t1 s后撤去拉后撤去拉力，铁块恰好力，铁块恰

12、好(qiho)不掉下木板，求木板的长度不掉下木板，求木板的长度 L的值的值(已知已知铁块与木板间的动摩擦因数为铁块与木板间的动摩擦因数为0.2，g取取10 m/s2)【典例5】第16页/共28页第十六页，共28页。第17页/共28页第十七页，共28页。第18页/共28页第十八页，共28页。【例1】如图所示，光滑的水平面上静置质量为M8 kg的平板小车(xioch)，在小车(xioch)左端加一个由零逐渐增大的水平推力F，一个大小不计、质量为m2 kg的小物块放在小车(xioch)右端上面，小物块与小车(xioch)间的动摩擦因数0.2，小车(xioch)足够长重力加速度g取10 m/s2，设最

13、大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法中正确的是()A当F增加到4 N时，m相对M开始运动B当F增加到20 N时，m相对M开始运动C当F10 N时，m对M有向左的2 N的摩擦力D当F10 N时，m对M有向右的4 N的摩擦力BC第19页/共28页第十九页，共28页。解析：m运动的最大加速度ag2 m/s2，所以(suy)当整体的加速度达到(d do)2 m/s2时，即F(mM)a20 N时，m相对M开始运动(yndng)，A错，B对；当F10 N时，整体的加速度aFMm1 m/s22 m/s2，所以m对M的摩擦力表现为静摩擦力，方向向左，大小为fma2 N， C对， D错故选BC.第20页/共28页

14、第二十页，共28页。考型二：动量与能量(nngling)类问题名称名称表达式表达式对对象象适用适用条件条件易错点易错点动能定理动能定理动量守恒动量守恒定律定律能量守恒能量守恒定律定律22011=22tWmvmv合1 12 21 12 2+=+mvm vmvm vE =EE = E末减增初或=0F合单物位移(wiy)(wiy)速度均是对地；正、负功系统成立(chngl)(chngl)条件取正方向系统漏能量；摩擦生热中的位移是相对的第21页/共28页第二十一页，共28页。例：如图，木板A静止在光滑水平面上，物体B从A左端的上表面以水平速度v0滑入，已知A的质量为2m，B的质量为m，A、B之间动摩擦

15、因数为，A足够(zgu)长，重力加速度为g，求两者相对静止时：（1）共同速度；（2）木板A相对地面的位移；（3）要使B不从A的右端滑出，A的长度至少是多少？（4）系统产生的内能。第22页/共28页第二十二页，共28页。例：如图，木板A静止在光滑水平面上，物体B从A左端的上表面(biomin)以水平速度v0滑入，已知A的质量为2m，B的质量为m，A、B之间动摩擦因数为，A足够长，重力加速度为g，求两者相对静止时：（1）共同速度；（2）木板A相对地面的位移；（3）要使B不从A的右端滑出，A的长度至少是多少？（4）系统产生的内能。(1)设共同速度为v，系统所受合外力(wil)为0，根据动量守恒定律，

16、得：解：0(2 )mvmm v013vv 第23页/共28页第二十三页，共28页。例：如图，木板A静止在光滑水平面上，物体B从A左端的(dund)上表面以水平速度v0滑入，已知A的质量为2m，B的质量为m，A、B之间动摩擦因数为，A足够长，重力加速度为g，求两者相对静止时：（1）共同速度；（2）木板A相对地面的位移；（3）要使B不从A的右端滑出，A的长度至少是多少？（4）系统产生的内能。解：(2) 对长木板(m bn)A，由动能定理得：21202Amgsm v209Avsg第24页/共28页第二十四页，共28页。例：如图，木板A静止在光滑水平面上(min shn)，物体B从A左端的上表面以水平

17、速度v0滑入，已知A的质量为2m，B的质量为m，A、B之间动摩擦因数为，A足够长，重力加速度为g，求两者相对静止时：（1）共同速度；（2）木板A相对地面的位移；（3）要使B不从A的右端滑出，A的长度至少是多少？（4）系统产生的内能。解：(3) 对物块B，由动能定理(dn nn dn l)得：2201122Bmgsmvmv2049Bvsg203BAvlsssg 所以(suy)要使B不滑离A，长度第25页/共28页第二十五页，共28页。例：如图，木板A静止在光滑水平面上，物体B从A左端的上表面以水平速度v0滑入，已知A的质量(zhling)为2m，B的质量(zhling)为m，A、B之间动摩擦因数为，A足够长，重力加速度为g，求两者相对静止时：（1）共同速度；（2）木板A相对地面的位移；（3）要使B不从A的右端滑出，A的长度至少是多少？（4）系统产生的内能。解：(4