微专题2滑块-木板模型综合问题【正文】听课

微专题2滑块—木板模型综合问题1.模型特点:摩擦力的分析与“传送带”模型类似,木板受到摩擦力的影响,往往做匀变速直线运动,解决此类问题要注意从速度、位移、时间等角度寻找各运动过程之间的联系.2.解题关键:(1)抓住临界条件,使滑块不从木板的末端掉下来的临界条件是滑块到达木板末端时的速度与木板的速度恰好相同.(2)抓住问题实质,“滑块—木板”模型的本质是相对运动问题,一是分析共速时是否发生相对运动,采用假设法判断摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力,二是要分别求出滑块和木板对地的位移,再计算相对位移.光滑水平面上的板块模型木板在光滑水平面上运动,系统无水平外力作用,满足动量守恒的条件,但因板块间的滑动摩擦力做功,产生摩擦热,所以常涉及能量问题.例1[2024·安徽卷]如图所示,一实验小车静止在光滑水平面上,其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点.一物块静止于小车最左端,一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方,并轻靠在物块左侧.现将细线拉直到水平位置,由静止释放小球,小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞,碰撞后,物块沿着轨道运动.已知细线长L=1.25m,小球质量m=0.20kg,物块、小车质量均为M=0.30kg,小车上的水平轨道长s=1.0m,圆弧轨道半径R=0.15m.小球、物块均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2.(1)求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小;(2)求小球与物块碰撞后的瞬间物块速度的大小;(3)为使物块能进入圆弧轨道,且在上升阶段不脱离小车,求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围.规范答题区自评项目(共100分)自评得分书写工整无涂抹(20分)有必要的文字说明(20分)使用原始表达式、无代数过程(30分)有据①②得③等说明(10分)结果为数字的带有单位,求矢量的有方向说明(20分)斜面上的板块模型斜面上的板块模型和水平面上的板块模型分析方法如出一辙,通常以联系力学和运动学的关键量——加速度为突破口,由于板块系统在斜面上运动,因此在对木板和物块进行受力分析时,注意木板和物块重力沿斜面方向分力的存在.例2(多选)[2024·山东济南模拟]如图,一固定且足够长的斜面MN与水平面的夹角为α=37°,斜面上有一质量为3m、上表面光滑且下端有挡板P的长木板A沿斜面匀速向下运动,速度大小v0=1m/s,现将一质量为m的小滑块轻轻地放在长木板上,当小滑块运动到挡板P时(与挡板碰前的瞬间),长木板的速度刚好减为零,之后小滑块与挡板发生第1次碰撞,以后每隔一段时间,小滑块就与挡板碰撞一次,小滑块始终在长木板上运动,已知小滑块与挡板的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是 ()A.小滑块在长木板上下滑过程中,长木板的加速度大小为2m/s2B.小滑块放在木板上的瞬间,其与P的距离为116C.小滑块与挡板第1次碰撞后的瞬间,小滑块的速度大小为1.5m/sD.小滑块与挡板第2次碰撞后的瞬间,小滑块的速度大小为1.5m/s【跟踪训练】1.画出对应的运动情境图,可以让我们对物理过程的体会更加直观.如图所示,光滑水平地面上有一静止的足够长的木板,一小铁块(可视为质点)从左端以某一初速度v向右运动.若固定木板,最终小铁块停在木板上的P点.若不固定木板,最终小铁块也会相对木板停止滑动,这种情形下,小铁块刚相对木板停止滑动时的状态图可能是图中的()2.(多选)如图所示,甲图表示光滑平台上,物体A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车B上,车与水平面间的摩