单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2018-11-08,#,板块模型的重难点分析 及应考策略,高三物理备课组 刘希斌,板块模型的重难点分析 及应考策略,1,设板长为,L,，滑块位移,x,1,，滑板位移,x,2,x,1,=L+x,2,x,2,L,L=x,1,+x,2,x,2,x,1,运动演示,一、模型分析,设板长为L，滑块位移x1，滑板位移x2x1=L+x2x2LL,2,解决板块模型三大观点及其概要,思想观点,规律,动力学观点,牛顿运动（第一第二第三）定律及运动学公式,动量观点,动量守恒定律,动量定理,能量观点,动能定理,能量守恒定律,解决板块模型三大观点及其概要思想观点规律动力学观点牛顿运动,3,题型,1,：无外力作用、水平面光滑,如,图，质量为M0.5kg的木板静止在光滑水平面上，,质量为 m,1kg的物块以初速度,v,0,4m/s滑上木板的左端，并以,v=3m/s,的,速度从右端滑出。将物块视为质点，物块与木板之间的,动摩擦因数,0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦,力（g,=10m/s,2,）。求：,物块从右端滑出时木板的速度大小及木板的长度。,若物块不从木板上滑下，木板的长度至少为多长？,二、模型典型题目分析,题型1：无外力作用、水平面光滑 如图，质量为M,4,用动力学观点解题,(1),由,牛顿第二定律，,以滑块为研究对象：,mg=ma,1,可求得,a,1,=g=2m/s,2,。,以木板为研究对象：,mg=Ma,2,可求得：,a,2,=4 m/s,2,设滑块离开木板的时间为,t,，则,V=V,0,+a,1,t,可求得,t=0.5s,。,即,此时木板的速度,V,木,=a,2,t=2m/s,。,此过程中滑块位移,，,由,V,2,-V,0,2,=2a,1,X,1,，可得,X,1,=1.75m,木板的位移为：,X,2,=a,2,t,2,可得：,X,2,=0.5m,即板长为：,L=1.25m,。,（,2,）设经,t,2,速度相等,则由,V,0,-a,1,t,2,=a,2,t,2,可得,t,2,=s,分别求出滑块木板的位移,X,3,=V,0,t,2,-a,1,t,2,2,=,X,4,=,a,2,t,2,2,=,可得：,L=m,用动量、能量的观点解题,(1),由牛顿第二定律，,以滑块为研究对象：,mg=ma,1,可求得,a,1,=g=2m/s,2,。,以木板为研究对象：,mg=Ma,2,可求得：,a,2,=4 m/s,2,动量守恒定律：,mV,0,=mV+MV,1,即,可求得,V,1,=,2m/s,由,V,2,-V,0,2,=2aX,即可求得,X,1,=1.75m X,2,=0.5m,即,板长为：,L=1.25m,。,（,2,）,动量守恒定律：,mV,0,=,（,m+M,）,V,共,由功能关系：,mgL=m V,0,-,（,m+M,）,V,共,2,同理即可得：,L=m,用动力学观点解题(1)由牛顿第二定律，用动量、能量的观点,5,（,2,）如,图所示，质量,M,4.0kg,的长木板,B,静止在光滑的水平地面上，,在其右端放一质量为,m,1.0kg,的小滑块,A,（可视为质点）,。初始,时刻,，,A,、,B,分别以,v,0,2.0m/s,向左、向右运动，最后,A,恰好没有滑离,B,板。,已知,A,、B之间的动摩擦因素=0.40，取,g=10m/s,2,求,：,（,1,）,A,相对地面速度为零时，,B,相对地面运动发生的位移,x,；,（,2,）木板,B,的长度,l,反向运动问题,（,2,）由于物块“恰”没有滑离木板。,规定水平向右为正方向，由动量守恒定律：,Mv,0,mv,0,=,（,M+m,）,v,由,功能关系可得：,mgL=,（,M+m,）,v,0,2,（,M+m,）,v,2,代入,数据可得：,L=1.6m,（2）如图所示，质量M4.0kg的长木板B静,6,（,15,新课标,1,）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，木板右端与墙壁的距离为,4.5m,，如,图（,a,）所示，,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，运动过程中小物块始终未,离开木板,，已知碰撞后,1s,时间内小物块的,v-t,图线,如,图（,b,）所示，,木板,的质量是小物块质量的,15,倍，重力加速度大小,g,取,10m/s,2,，求,：,（,1,）木板与地面间的动摩擦因数,1,及小物块与木板间的,动摩擦因数,2,（,2,）木块的最小长度；,（,3,）木板右端离墙壁的最终距离,题型,2,、无外力作用时、水平面粗糙,此题主要考查受,力,分析，整体法、隔离法的应用，多过程运动分析是解决问题的关键。,（15新课标1）一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放,7,如图，一质量为,M,的长木板静置于光滑水平面上，其上放置,一质量,为,m,的小滑块。木板受到水平拉力,F,作用时，用传感器,测出长,木板的加速度,a,与水平拉力,F,的关系如图乙所示，,g=10m/s,2,，下列,说法正确的是（）,A、滑块的质量m=2kg，木板的质量M=4kg,B、当F=8N时，滑块的加速度为1m/s,2,C、滑块与木板之间的滑动摩擦因数为0.2,D、当0F6N时，滑块与木板之间的摩擦力随F变化的,函数,关系,f=,2/3,F,题型,3,、有外力作用、水平面光滑,读懂图像，利用图像去解决问题是解题的关键,如图，一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为,8,题型,4,、有外力作用、水平面粗糙,(2017,深圳月考,),如图,1,所示，有一 块木板,A,静止在足够长的粗糙水平面上，木板质量为,M=4kg,，长为,L=1.4m;,木块右端放的一小滑块，小滑块质量为,m=1kg,，可视为质点。现用水平恒力,F,作用 在木板,A,右端，恒力,F,取不同数值时，小滑块和木板的加速度分别对应不同数值，两者的,a-F,图象如图,2,所示，取,g=10m/s,2,。求,:,(1),小滑块与木板之间的滑动摩擦因数，以及木板与地面的滑动摩擦因数,(2),若水平恒力,F=27.8N,，且始终作用在木板,A,上，当小滑块,B,从木板上滑落时，经历的时间为多长,题型4、有外力作用、水平面粗糙(2017 深圳月考)如图,9,思考：,若滑块受到水平拉力，木板不受水平拉 力，如图,3,所示，其它物理情景不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，,A,的运动状态为？,当,1,mg,2,(m+M)g,，,A,永远不会滑动,;,当,1,mg,2,(m+M),g,时,，,（,1,）当,F,2,(m+M),g,时，,A,、,B,都保持静止。,（,2,）当,2,(m+M)g,F,1,mg,2,(M+m),g,(M+m)/M,时,，,A,、,B,以共同的加速度向右,运动,（,3,）当,F,1,mg,2,(M+m)g(M+m)/M,时,，,A,向右做匀加速直线运动，,B,的加速度随,F,的增大而增大，,A,、,B,分离,思考：若滑块受到水平拉力，木板不受水平拉 力，如图 3 所,10,(2016,四川理综,10),避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为,的斜面。一辆长,12 m,的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为,23 m/s,时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了,4 m,时，车头距制动坡床顶端,38 m,，再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的,4,倍，货物与车厢间的动摩擦因数为,0.4,；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的,0.44,倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取,cos,1,，,sin,0.1,，,g,10 m/s,2,。求：,(1),货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；,(2),制动坡床的长度。,题型,5,、斜面上的板块模型,(2016四川理综10)避险车道是避免恶性交通事故的重要,11,解析：,(1),设货物的质量为,m,，货物在车厢内滑动过程中，货物与车厢间的动摩擦因数,0.4,，受摩擦力大小为,F,f,，加速度大小为,a,1,，则,F,f,mg,sin,ma,1,F,f,mg,cos,联立式并代入数据得,a,1,5 m/s,2,a,1,的方向沿制动坡床向下。,(2),设货车的质量为,M,，车尾位于制动坡床底端时的车速为,v,23 m/s,。货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端,x,0,38 m,的过程中，用时为,t,，货物相对制动坡床的运动距离为,x,1,，在车厢内滑动的距离,x,4 m,，货车的加速度大小为,a,2,，货车相对制动坡床的运动距离为,x,2,。货车受到制动坡床的阻力大小为,F,，,F,是货车和货物总重的,k,倍，,k,0.44,，货车长度,l,0,12 m,，制动坡床的长度为,l,，则,Mg,sin,F,F,f,Ma,2,F,k,(,m,M,),g,x,1,vt,a,1,t,2,x,2,vt,a,2,t,2,x,x,1,x,2,l,l,0,x,0,x,2,联立并代入数据得,l,98 m,答案：,(1)5 m/s,2,方向沿制动坡床向下,(2)98 m,解析：(1)设货物的质量为m，货物在车厢内滑动过程中，货物,12,质量,M,0.6 kg,的平板小车静止在光滑水平面上，如图所示,，当,t,0,时，两个质量都为,m,0.2 kg,的小物体,A,和,B,，分别从,小车的,左端和右端以水平速度,v,1,5.0 m/s,和,v,2,2.0 m/s,同时冲上,小车,，当它们相对于小车停止滑动时，没有相碰。已知,A,、,B,两,物体,与车面的动摩擦因数都是,0.20,，,g,取,10 m/s,2,，求：,(1),A,、,B,两物体在车上都停止滑动时的速度。,(2),车的长度至少是多少？,解析：,(1),设物体,A,、,B,相对于车停止滑动时，车速为,v,，根据动量守恒定律：,m,(,v,1,v,2,),(,M,2,m,),v,v,0.6 m/s,方向向右,(2),设物体,A,、,B,在车上相对于车滑动的距离分别为,L,1,、,L,2,，车长为,L,，,由,功能关系,得：,L,1,L,2,6.8 m,L,L,1,L,2,6.8 m,可知,L,至少为,6.8 m,题型,6,、板块模型两滑块类问题 地面光滑,质量M0.6 kg的平板小车静止在光滑水平面上,13,（,17,年全国卷,）如图，两个滑块A和B的质量分别为,m,A,=1kg,和,m,B,=5kg,，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板,间的,动摩擦因数,均,为,1,0.5,；木板的质量为,m=4kg,，与地面间的,动摩擦,因数为,2,0.1,。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，,初速度大小,均为,v,0,=3m/s,。A、B相遇时，A与木板恰好相对静止。设,最大静摩擦力,等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：,（1）B与木板相对静止时，木板的速度；,（2）A、B开始运动时，两者之间的距离。,题型,7,、板块模型两滑块类问题 地面粗糙,0.4s,0.7s,0.5,（17年全国卷）如图，两个滑块A和B的质量分别为mA=,14,已知小滑块从光滑轨道上高度为,H,的位置由静止开始滑下，最终停到板面上的,Q,点。若平板小车的质量为,3m,。用,g,表示本地的重力加速度大小，求：,（,1,）小滑块到达轨道底端时的速度大小,（,2,）小滑块滑上小车后，平板小车可达到的最大速度,（,3,）该过程系统产生的总内能,题型,8,、板块模型与其他模型相结合的综合题,已知小滑块从光滑轨道上高度为H的位置由静止开始滑,15,三、规律方法,滑块滑板问题解题思路,三、规律方法 滑块滑板问题解题思路,16,基于,以上板块模型的重点及难点分析，我认为教师要想让学生,在处理板块运动问题时，准确理解题意并能完整地分析,板块运动