高考物理人教山东一轮复习汇总专题牛顿运动定律的综合应用讲解省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

专题2牛顿运动定律综合应用第1页知识梳理考点自诊一、超重和失重1.实重和视重(1)实重物体实际所受重力,与物体运动状态无关。(2)视重弹簧测力计(或台秤)示数。当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计拉力(或对台秤压力)将不再等于物体重力。第2页2知识梳理考点自诊2.超重、失重和完全失重比较

第3页3知识梳理考点自诊第4页4知识梳理考点自诊二、整体法和隔离法1.整体法当连接体内(即系统内)各物体加速度

相同时,能够把系统内全部物体看成一个整体

,分析其受力和运动情况,利用牛顿第二定律对整体

列方程求解方法。

2.隔离法当求系统内物体间相互作用内力

时,常把某个物体从系统中隔离

出来,分析其受力和运动情况,再用牛顿第二定律对隔离

出来物体列方程求解方法。

第5页5知识梳理考点自诊3.外力和内力假如以物体系统为研究对象,受到系统之外物体作用力,这些力是该系统受到外力

,而系统内各物体间相互作用力为内力

。应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力

;假如把某物体隔离出来作为研究对象,则内力将转换为隔离体外力

。

第6页6知识梳理考点自诊1.判断以下说法正误。(1)千克、秒、米、库仑、安培均为国际单位制基本单位。(

)(2)超重就是物体重力变大现象,失重时物体重力小于mg。(

)(3)加速度大小等于g物体处于完全失重状态。(

)(4)减速上升升降机内物体,物体对地板压力大于重力。(

)(5)物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生改变。(

)(6)依据物体处于超重或失重状态,能够判断物体运动速度方向。(

)(7)整体法和隔离法是指选取研究对象方法。(

)答案答案关闭(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

(6)×

(7)√第7页7知识梳理考点自诊2.以下哪一个运动情景中,物体将会处于一段连续完全失重状态(

)A.高楼正常运行电梯中B.沿固定于地面光滑斜面滑行C.固定在杆端随杆绕相对地面静止圆心在竖直平面内运动D.不计空气阻力条件下竖直上抛答案解析解析关闭高楼正常运行电梯中,普通先加速后匀速,再减速,故不可能一直处于完全失重状态,选项A错误;沿固定于地面光滑斜面滑行时,加速度沿斜面向下,因为加速度小于g,故不是完全失重,选项B错误;固定在杆端随杆绕相对地面静止圆心在竖直平面内运动物体,加速度不会总是向下g,故不是总完全失重,选项C错误;不计空气阻力条件下竖直上抛,加速度总是向下g,总是处于完全失重状态,故选项D正确。答案解析关闭D第8页8知识梳理考点自诊3.(·四川射洪县射洪中学开学考试)如图甲、乙所示,两车都在光滑水平面上,小车质量都是M,人质量都是m,甲图人推车、乙图人拉绳(绳与轮质量和摩擦均不计)力都是F,图中人和车相对静止,对于甲、乙两图中车加速度大小说法正确是(

)答案解析解析关闭答案解析关闭第9页9知识梳理考点自诊4.如图所表示,木块A、B静止叠放在光滑水平面上,A质量为m,B质量为2m。现施水平力F拉B(如图甲),A、B刚好不发生相对滑动,一起沿水平面运动。若改用水平力F'拉A(如图乙),使A、B也保持相对静止,一起沿水平面运动,则F'不得超出(

)答案解析解析关闭答案解析关闭第10页10命题点一命题点二命题点三对超重、失重了解1.对超重、失重了解(1)不论超重、失重或完全失重,物体重力都不变,只是“视重”改变。(2)物体是否处于超重或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动,而在于物体加速度方向,只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态。(3)当物体处于完全失重状态时,重力只有使物体产生a=g加速度效果,不再有其它效果。第11页11命题点一命题点二命题点三2.判断超重和失重方法

第12页12命题点一命题点二命题点三典例1(·河南周口中英文学校月考)如图所表示,某同学站在体重计上观察超重与失重现象。由稳定站姿改变到稳定蹲姿称为“下蹲”过程;由稳定蹲姿改变到稳定站姿称为“起立”过程。她稳定站立时,体重计示数为A0,关于试验现象,以下说法正确是(

)A.“下蹲”过程,体重计示数一直小于A0B.“起立”过程,体重计示数一直大于A0C.“起立”过程,先出现失重现象后出现超重现象D.“起立”“下蹲”过程,都能出现体重计示数大于A0现象答案解析解析关闭下蹲过程中,人先向下做加速运动,后向下做减速运动,所以先处于失重状态后处于超重状态;人从下蹲状态站起来过程中,先向上做加速运动,后向上做减速运动,最终回到静止状态,人先处于超重状态后处于失重状态,所以“起立”“下蹲”过程,都能出现体重计示数大于A0现象,故D正确,ABC错误。答案解析关闭D第13页13命题点一命题点二命题点三思维点拨下蹲过程中,人先向下做加速运动,后向下做减速运动;人从下蹲状态站起来过程中,先向上做加速运动,后向上做减速运动,最终处于静止状态,依据加速度方向,来判断人处于超重还是失重状态。本题考查学生是否对超重、失重有清楚物理观念,能否将实际问题中现象进行合理抽象、简化,利用牛顿第二定律处理实际问题。现有关键素养中对物理观念认识和提升也有科学思维培养和提升。第14页14命题点一命题点二命题点三即学即练1.(·安徽合肥中学暑期调研)质量为60kg人,站在升降机内台秤上,测得体重为480N,则升降机运动应是(

)A.匀速上升或匀速下降

B.加速上升C.减速上升

D.减速下降答案解析解析关闭因为台秤测得压力为480N,小于人重力,所以人处于失重状态,升降机做加速下降或者减速上升运动,故C正确。答案解析关闭C第15页15命题点一命题点二命题点三2.(多项选择)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t改变图线如图所表示,以竖直向上为a正方向,则人对地板压力(

)A.t=2s时最大

B.t=2s时最小C.t=8.5s时最大

D.t=8.5s时最小答案解析解析关闭人受重力mg和支持力FN作用,由牛顿第二定律得FN-mg=ma。由牛顿第三定律得人对地板压力FN'=FN=mg+ma。当t=2s时a有最大值,FN'最大;当t=8.5s时,a有最小值,FN'最小,选项A、D正确。答案解析关闭AD第16页16命题点一命题点二命题点三3.(多项选择)(·河南周口中英文学校月考)如图甲所表示,轻弹簧竖直固定在水平面上,一质量为m=0.2kg小球,从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短过程中(弹簧一直在弹性程度内),其速度v和弹簧压缩量Δx之间函数图象如图乙所表示,其中A为曲线最高点,小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计,g取10m/s2,则以下说法正确是(

)A.小球刚接触弹簧时速度最大B.当Δx=0.3m时,小球处于超重状态C.该弹簧劲度系数为20.0N/mD.从接触弹簧到压缩至最短过程中,小球加速度先减小后增大答案解析解析关闭答案解析关闭第17页17命题点一命题点二命题点三连接体问题整体法和隔离法选取标准1.整体法选取标准:若连接体内各物体含有相同加速度,且不需要求物体之间作用力时,能够把它们看成一个整体,分析整体受到合外力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其它未知量)。2.隔离法选取标准:若连接体内各物体加速度不相同,或者要求出系统内各物体之间作用力时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解。3.整体法、隔离法交替利用:若连接体内各物体含有相同加速度,且要求物体之间作用力时,能够先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取适当研究对象,应用牛顿第二定律求作用力,即“先整体求加速度,后隔离求内力”。第18页18命题点一命题点二命题点三典例2(多项选择)(·全国卷Ⅱ,20)在一东西向水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢挂钩P和Q间拉力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为a加速度向西行驶时,P和Q间拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢节数可能为(

)A.8 B.10 C.15 D.18答案解析解析关闭答案解析关闭第19页19命题点一命题点二命题点三思维点拨依据隔离方法,从P、Q处将车厢分成东西两部分,对两部分分别应用牛顿第二定律列方程,两部分加速度相等,结合车厢取值即可求解。本题考查学生对连接体问题处理方法——整体法、隔离法应用,合理选择研究对象,利用牛顿第二定律处理实际问题,是对关键素养中科学思维培养和提升。第20页20命题点一命题点二命题点三即学即练4.(多项选择)(·宁夏青铜峡高级中学月考)物体B放在物体A上,C放在水平地面上,A、C之间接触面光滑(如图),当A、B以相同初速度沿斜面C向上做匀减速运动时,C保持静止,则(

)A.A受到B摩擦力沿斜面方向向上B.A受到B摩擦力沿斜面方向向下C.A、B之间摩擦力为零D.水平地面对C摩擦力水平向左答案解析解析关闭先对A、B整体受力分析,依据牛顿第二定律,有(m1+m2)gsinθ=(m1+m2)a(θ为斜面倾角),解得a=gsinθ;再隔离出物体B,依据牛顿第二定律,有m2gsinθ-f=ma;联立两式可解得:f=0,故A对B摩擦力为零,故C正确;AB错误;AB整体向上做匀减速运动,加速度沿斜面向下,水平方向有向左加速度,即合外力有水平向左分力,即斜面C受到地面向左静摩擦力,故D正确,故选CD。答案解析关闭CD第21页21命题点一命题点二命题点三5.(多项选择)(·辽宁沈阳东北育才学校一模)如图所表示,放在水平面上物体A和B,质量分別为M和m,而且M>m,物体A与水平面之间动摩擦因数为μ,物体B与水平面之间光滑无摩擦。当水平外力大小为F,作用在物体A上时,物体A、B间作用力大小为F1;当方向相反另外一水平外力作用在物体B上时,物体A、B间作用力大小为F2。已知两种情况下两物体都做加速度大小相同匀加速直线运动。则(

)A.第二次水平外力大小也为FB.F1+F2=FC.F1<F2D.F1>F2答案解析解析关闭答案解析关闭第22页22命题点一命题点二命题点三6.(多项选择)如图所表示,A物体质量为确定值m0,B物体质量m能够是任意值,忽略阻力以及其它部分质量,则以下说法正确是(

)A.不论B物体质量为多少,天花板受到拉力总是等于A、B两物体总重力B.B物体质量大于m0时,天花板受到拉力小于A、B两物体总重力C.当B物体质量大于m0时,A物体处于失重状态D.天花板受到最大拉力不会超出4m0g答案解析解析关闭答案解析关闭第23页23命题点一命题点二命题点三动力学中临界极值问题1.临界值或极值条件标志(1)有些题目中有“刚好”“恰好”“恰好”等字眼,显著表明题述过程存在着临界点;(2)若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语,表明题述过程存在着“起止点”,而这些起止点往往就对应临界状态;(3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“最少”等字眼,表明题述过程存在着极值,这个极值点往往是临界点;(4)若题目要求“最终加速度”“稳定加速度”等,即是求收尾加速度或收尾速度。第24页24命题点一命题点二命题点三2.处理临界问题三种方法

第25页25命题点一命题点二命题点三3.动力学中极值问题临界条件和处理方法(1)“四种”经典临界条件①接触与脱离临界条件:两物体相接触或脱离,临界条件是弹力FN=0。②相对滑动临界条件:两物体相接触且处于相对静止时,常存在着静摩擦力,则发生相对滑动临界条件是静摩擦力到达最大值。③绳子断裂与松弛临界条件:绳子所能承受张力是有程度,绳子断与不停临界条件是绳中张力等于它所能承受最大张力,绳子松弛临界条件是FT=0。④加速度改变时,速度到达最值临界条件:加速度变为0时。第26页26命题点一命题点二命题点三(2)“四种”经典数学方法①三角函数法;②依据临界条件列不等式法;③利用二次函数判别式法;④极限法。第27页27命题点一命题点二命题点三典例3(·河北衡水中学二调)如图所表示,在光滑水平面上有一辆小车A,其质量为mA=2.0kg,小车上放一个物体其质量为mB=1.0kg。如图甲所表示,给B一个水平推力F,当F增大到稍大于3.0N时,A、B开始相对滑动。假如撤去F,对A施加一水平推力F',如图乙所表示。要使A、B不相对滑动,则F'最大值Fmax为(

)A.2.0N

B.3.0N

C.6.0N

D.9.0N答案解析解析关闭依据题图甲所表示,设A、B间静摩擦力到达最大值Ffmax时,系统加速度为a。依据牛顿第二定律,对A、B整体有F=(mA+mB)a,对A有Ffmax=mAa,代入数据解得Ffmax=2.0N。依据题图乙所表示情况,设A、B刚开始滑动时系统加速度为a',依据牛顿第二定律得:以B为研究对象有Ffmax=mBa'以A、B整体为研究对象,有Fmax=(mA+mB)a'代入数据解得Fmax=6.0N。故C正确。答案解析关闭C第28页28命题点一命题点二命题点三思维点拨在图甲中,对整体分析,求出整体加速度,隔离对A分析,依据牛顿第二定律求出A、B间最大静摩擦力。在图乙中,隔离对B分析,求出最大加速度,再对整体分析,依据牛顿第二定律求出F'最大值Fmax。第29页29命题点一命题点二命题点三典例4(多项选择)(·山东日照一模)一轻弹簧一端固定在倾角为θ固定光滑斜面底部,另一端和质量为2m小物块A相连,质量为m小物块B紧靠A静止在斜面上,如图所表示,此时弹簧压缩量为x0。从t=0时开始,对B施加沿斜面向上外力,使B一直做加速度为a匀加速直线运动。经过一段时间后,物块A、B分离。弹簧形变一直在弹性程度内,重力加速度大小为g。若θ、m、x0、a均已知,则以下说法正确是(

)A.依据已知条件,可求出从开始到物块A、B分离所用时间B.依据已知条件,可求出物块A、B分离时速度大小C.物块A、B分离时,弹簧弹力恰好为零D.物块A、B分离后,物块A开始减速答案解析解析关闭答案解析关闭第30页30命题点一命题点二命题点三思维点拨A、B分离瞬间A、B有共同加速度和速度,且此时A、B之间相互作用力为零。把握分力时特点,结合匀加速直线运动位移特点和初始状态受力特点即可求解本题。以上两题考查学生对临界极值问题分析,结合本题要深入强化临界状态寻找和临界条件确实立,以及牛顿第二定律在实际问题中应用,是对关键素养中科学思维培养和提升。第31页31命题点一命题点二命题点三即学即练7.(多项选择)(·陕西城固一中月考)如图所表示,质量分别为mA和mB两个物体A、B在水平拉力F作用下,沿光滑水平面一起向右运动,已知mA>mB,光滑动滑轮及细绳质量不计,物体A、B间动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则以下说法正确是(

)A.A对B摩擦力向左B.A受到拉力比B受到拉力大C.F足够小时,A、B之间可能没有摩擦力答案解析解析关闭答案解析关闭第32页32命题点一命题点二命题点三8.(·宁夏青铜峡高级中学月考)如图所表示,质量均为m完全相同物块A、B用轻弹簧相连,置于带有挡板C固定斜面上。斜面倾角为θ,弹簧劲度系数为k。初始时弹簧处于原长,A恰好静止。现用一沿斜面向上力拉A,直到B刚要离开挡板C,则此过程中物块A位移为(弹簧一直处于弹性程度内)(

)答案解析解析关闭答案解析关闭第33页33命题点一命题点二命题点三9.如图所表示,将质量为10kg小球用轻绳挂在倾角α=45°光滑斜面上,以下情况中斜面向右加速运动,小球相对斜面静止,问:(g取10m/s2)(1)当加速度a=m/s2时,绳对小球拉力多大?(2)当绳对小球拉力FT=200N时,它们加速度多大?第34页34命题点一命题点二命题点三解析:设小球所受斜面支持力恰好为零时小球临界加速度为a0,此时小球受力如图。依据牛顿第二定律得:mgcot

45°=ma,解得a=gcot

45°=g=10

m/s2第35页35命题点一命题点二命题点三(2)当FT=200

N>100N时,小球将飞离斜面,此时小球受两个力作用,绳与水平方向夹角为θ。则小球只受重力和绳拉力,两力协力在水平方向,依据牛顿第二定律有:竖直方向有:FTsin

θ=mg水平方向有:FTcos

θ=ma联立计算得出:a=10

m/s2第36页36命题点一命题点二命题点三10.如图所表示,质量为mA=0.4kg物体A与质量为mB=2kg物体B叠放在倾角为30°斜面上,物体B在平行于斜面向上拉力F作用下运动,已知A、B总保持相对静止,若A、B间动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10m/s2)。(1)若整个装置沿斜面向上做匀速运动,则A、B间摩擦力大小为多少?拉力F大小为多少?(2)若整个装置沿斜面向上做匀加速运动,且A、B恰好没有相对滑动,则此时A、B间摩擦力大小为多少?拉力F大小为多少?第37页37命题点一命题点二命题点三答案:(1)2N

21N

(2)2.4N

23.4N解析:(1)A受重力、支持力和静摩擦力处于平衡状态,依据共点力平衡得:FfA=mAgsin

30°=2

N;对A、B整体分析,依据共点力平衡,有:F=(mA+mB)gsin

30°+μ2(mA+mB)gcos

30°=21

N。(2)若整个装置沿斜面向上做匀加速运动,且A、B恰好没有相对滑动,则此时A、B间摩擦力等于滑动摩擦力,依据摩擦力计算公式可得:FfA'=μ1mAgcos

30°,解得FfA'=2.4

N;此时A加速度为a,依据牛顿第二定律可得:μ1mAgcos

30°-mAgsin

30°=mAa,解得:a=1

m/s2;A、B整体加速度大小为a=1

m/s2,设此时拉力为F1,整体依据牛顿第二定律可得:F1-(mA+mB)gsin

30°-μ2(mA+mB)gcos

30°=(mA+mB)a,解得:F1=23.4

N。第38页38传送带模型传送带模型作为力学基本模型是一个高频考查模型。主要考查对牛顿第二定律、匀变速直线运动位移与速度关系等考点了解。第39页39一、模型建构1.水平传送带(1)模型情景第40页40(2)水平传送带问题分析求解关键在于对物体所受摩擦力进行正确分析判断。判断摩擦力时要注意比较物体运动速度与传送带速度,也就是分析物体在运动位移x(对地)过程中速度是否和传送带速度相等。物体速度与传送带速度相等时刻就是物体所受摩擦力发生突变时刻。第41页412.倾斜传送带模型(1)模型情景第42页42第43页43(2)倾斜传送带问题分析求解关键在于认真分析物体与传送带相对运动情况,从而确定其是否受到滑动摩擦力作用。假如受到滑动摩擦力作用应深入确定其大小和方向,然后依据物体受力情况确定物体运动情况。当物体速度与传送带速度相等时,物体所受摩擦力有可能发生突变。第44页44二、传送带问题解题思绪

第45页45典例1(多项选择)如图甲所表示水平传送带AB逆时针匀速转动,一物块沿曲面从一定高度处由静止开始下滑,以某一初速度从传送带左端滑上,在传送带上由速度传感器统计下物块速度随时间改变关系如图乙所表示(图中取向左为正方向,以物块刚滑上传送带时为计时起点)。第46页46已知传送带速度保持不变,重力加速度g取10m/s2。关于物块与传送带间动摩擦因数μ及物块在传送带上运动第一次回到传送带左端时间t,以下计算结果正确是

(

)A.μ=0.4 B.μ=0.2C.t=4.5s

D.t=3s答案解析解析关闭答案解析关闭第47页47思维点拨(1)物块刚滑上传送带速率和传送带速率分别是多少?(2)物块在传送带上所受摩擦力方向怎样?物块怎样运动?

提醒

(1)由v-t图象可知,物块刚滑上传送带速率为4

m/s,传送带速率为2

m/s。(2)物块在传送带上所受摩擦力方向一直向左,先做匀减速运动,直到速度减为零,然后反向加速运动,最终做匀速运动。第48页48典例2(多项选择)(·安徽合肥中学暑期调研)如图所表示,足够长传送带与水平面夹角为θ,以速度v0匀速转动。在传送带上端以初速度v,且v>v0沿斜面向下释放质量为m小木块,小木块与传送带间动摩擦因数μ>tan

θ,则图中能反应小木块运动加速度、速度随时间改变图象可能是(

)答案解析解析关闭答案解析关闭第49页49即学即练1.(多项选择)如图所表示,水平传送带A、B两端相距x=3.5m,物体与传送带间动摩擦因数μ=0.1,物体滑上传送带A端瞬时速度vA=4m/s,抵达B端瞬时速度设为vB。以下说法正确是(

)A.若传送带不动,vB=3m/sB.若传送带逆时针匀速转动,vB一定等于3m/sC.若传送带顺时针匀速转动,vB一定大于3m/sD.若传送带顺时针匀速转动,vB有可能等于3m/s答案解析解析关闭答案解析关闭第50页502.(多项选择)(·安徽滁州高三联合质检)如图所表示,倾角为37°足够长传送带以恒定速度运行,将一质量m=1kg小物体以某一初速度放在传送带,物体相对地面速度大小随时间改变关系如图所表示,取沿传送带向上为正方向,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则以下说法正确是(

)第51页51A.传送带顺时针转动,速度大小为4m/sB.物体与传送带间动摩擦因数为0.75C.0~8s内物体位移大小为14mD.0~8s内物体与传送带之间因摩擦而产生热量为126J答案解析解析关闭答案解析关闭第52页523.如图所表示,三角形传送带以1m/s速度逆时针匀速转动,两边传送带长都是2m,且与水平方向夹角均为37°。现有两小物块A、B从传送带顶端都以1m/s初速度沿传送带下滑,物块与传送带间动摩擦因数均为0.5,以下说法正确是(

)A.物块A先抵达传送带底端B.物块A、B受到摩擦力分别沿斜面向下和向上C.物块A、B运动加速度大小相同D.物块A、B在传送带上划痕长度相同答案解析解析关闭A、B都以1m/s初速度沿传送带下滑,mgsin37°>μmgcos37°,故传送带对两物体滑动摩擦力均沿斜面向上,大小也相等,故两物体沿斜面向下加速度大小相同,滑到底端时位移大小相同,故时间相同,故A、B错误;依据牛顿第二定律可知mgsinθ-μmgcosθ=ma,产生加速度大小都为a=gsinθ-μgcosθ,故C正确;划痕长度由相对位移决定,A物体与传送带运动方向相同,划痕长度较小,故D错误。答案解析关闭C第53页534.(·河北邯郸永年二中月考)如图所表示,为传送带传输装置示意图一部分,传送带与水平地面倾角θ=37°,A、B两端相距L=5.0m,质量为M=10kg物体以v0=6.0m/s速度沿AB方向从A端滑上传送带,物体与传送带间动摩擦因数处处相同,均为0.5。传送带顺时针运转速度v=4.0m/s。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)物体从A点抵达B点所需时间。(2)若传送带顺时针运动速度能够调整,物体从A点抵达B点最短时间是多少?第54页54答案:(1)2.2s

(2)1s解析:(1)设物体速度大于传送带速度时加速度大小为a1,由牛顿第二定律得Mgsin

θ+μMgcos

θ=Ma1,①联立得①②③④⑤式可得t=t1+t2=2.2

s。第55页55(2)若传送带速度较大,物体沿AB上滑时所受摩擦力一直沿传送带向上,则所用时间最短,此种情况加速度一直为a2,L=v0t'-a2t'2,t'=1

s(t'=5

s舍去)。第56页56板块叠加模型一、模型建构滑块—木板模型作为力学基本模型经常出现,这类问题通常是一个小滑块在木板上运动,小滑块与长木板是靠一对滑动摩擦力或静摩擦力联络在一起,是一个高频考查模型。该模型包括摩擦力分析、相对运动、摩擦生热、屡次相互作用,属于多物体、多过程问题,知识综合性较强,对能力要求较高,高考中往往以压轴题形式出现。第57页571.模型特点:滑块(视为质点)置于木板上,滑块和木板均相对地面运动,且滑块和木板在摩擦力相互作用下发生相对滑动。2.位移关系:滑块由木板一端运动到另一端过程中,滑块和木板同向运动时,位移之差Δx=x1-x2=L(板长);滑块和木板反向运动时,位移之和Δx=x2+x1=L。第58页58二、“板块”叠加模型问题分析方法

第59页59答案解析解析关闭答案解析关闭第60页60思维点拨本题要处理两个问题:一是A、B相对地面静止时满足条件,二是A、B保持相对静止时满足条件,结合两个条件进行求解。第61页61典例2(·全国卷Ⅰ,25)一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁距离为4.5m,如图(a)所表示。t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块一直未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块v-t图线如图(b)所表示。木板质量是小物块质量15倍,重力加速度大小g取10m/s2。求:第62页62(1)木板与地面间动摩擦因数μ1及小物块与木板间动摩擦因数μ2;(2)木板最小长度;(3)木板右端离墙壁最终距离。第63页63答案:(1)0.1

0.4

(2)6.0m

(3)6.5m解析:(1)要求向右为正方向。木板与墙壁相碰前,小物块和木板一起向右做匀变速运动,设加速度为a1,小物块和木板质量分别为m和M。由牛顿第二定律有-μ1(m+M)g=(m+M)a1①由题图可知,木板与墙壁碰前瞬间速度v1=4

m/s,由运动学公式得v1=v0+a1t1②式中,t1=1

s,s0=4.5

m是木板碰前位移,v0是小物块和木板开始运动时速度。第64页64联立①②③式和题给条件得μ1=0.1④在木板与墙壁碰撞后,木板以-v1初速度向左做匀变速运动,小物块以v1初速度向右做匀变速运动。设小物块加速度为a2,由牛顿第二定律有-μ2mg=ma2⑤由图可得式中,t2=2

s,v2=0,联立⑤⑥式和题给条件得μ2=0.4⑦第65页65(2)设碰撞后木板加速度为a3,经过时间Δt,木板和小物块刚好含有共同速度v3。由牛顿第二定律及运动学公式得μ2mg+μ1(M+m)g=Ma3⑧v3=-v1+a3Δt第66页66(3)在小物块和木板含有共同速度后,二者向左做匀变速运动直至停顿,设加速度为a4,此过程中小物块和木板运动位移为s3。由牛顿第二定律及运动学公式得第67页67思维点拨发生相对运动物体之间要注意物理过程分析,利用牛顿第二定律求出加速度,找出位移之间关系,将受力和运动相结合进行分析。第68页68即学即练1.(多项选择)(·重庆第一中学月考)如图,水平面上有一个足够长木板A,上面叠放着物块B。已知A、B质量均为m,A与地面间动摩擦因数μ1=0.2,A与B间动摩擦因数μ2=0.1,重力加速度g取10m/s2,若给A板一个水平向右初速度,在以后运动过程中,A、B加速度大小可能为(

)A.aA=5m/s2,aB=1m/s2

B.aA=2m/s2,aB=2m/s2C.aA=3m/s2,aB=1m/s2

D.aA=1m/s2,aB=1m/s2答案解析解析关闭答案解析关闭第69页692.(·江苏苏州一模)如图甲所表示,足够长木板B静置于光