二輪復(fù)習(xí)板塊模型專題

二輪復(fù)習(xí)板塊模型專題高考試題分值題型2013年課標(biāo)卷2,25題18分計(jì)算題2015年課標(biāo)卷2,25題20分計(jì)算題2015年課標(biāo)卷1,25題20分計(jì)算題2017年課標(biāo)卷3,25題20分計(jì)算題“滑塊——木板”問題，具有涉及考點(diǎn)多（運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量守恒定律、功能關(guān)系等），情境豐富，設(shè)問靈活，解法多樣，思維量高等特點(diǎn)，是一類選拔功能極強(qiáng)的試題，也是全國新課標(biāo)卷力學(xué)?？嫉脑囶}?？记榉治瞿Ｐ吞攸c(diǎn)：

兩個(gè)及兩個(gè)以上的物體疊放，并且在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對滑動(dòng)．解題的基本思路：（1）分別對滑塊和木板進(jìn)行受力情況分析，根據(jù)牛頓第二定律求出滑塊和木板的加速度；（2）分別對滑塊和木板進(jìn)行運(yùn)動(dòng)情況分析，找出滑塊和木板之間的位移關(guān)系、時(shí)間關(guān)系、速度關(guān)系，建立方程．注意參考系的選擇，特別注意區(qū)分滑塊和木板相對地面的位移和兩者之間的相對位移.(3)畫運(yùn)動(dòng)過程的草圖、建立正確的物理模型、選擇恰當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律建立物理方程。解題的五大利器：三大定律兩大定理

如圖所示，質(zhì)量M=4.0kg的長木板B靜止在光滑的水平地面上，在其右端放一質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）．初始時(shí)刻，A、B分別以v=2.0m/s向左、向右運(yùn)動(dòng)，最后A恰好沒有滑離B板．已知A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.40，取g=10m/s2．求：

（1）A、B相對運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度aA和aB的大小與方向

；

（2）A相對地面速度為零時(shí)，B相對地面運(yùn)動(dòng)已發(fā)生的位移x

；

（3）木板B的長度。1.系統(tǒng)不受外力ABvv解法一：力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系角度分析求解。（1）

A、B分別受到大小為μmg的作用，根據(jù)牛頓第二定律

對A物體：μmg

=

maA

解得：aA

=μg

=

4.0m/s2

，方向水平向右

對B物體：μmg

=MaB

解得：aB

=μmg

/M

=

1.0m/s2

，方向水平向左（2）開始階段A相對地面向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度為0的過程中所用時(shí)間為t1，則v0

=

aAt1，則t1

=

v0/aA

=0.50sB相對地面向右做減速運(yùn)動(dòng)x

=

v0t

-aBt2

=

0.875m

BfBAAfAB物理情景圖

t1t2xAxB⑶

A向左勻減速運(yùn)動(dòng)至速度為零后，相對地面向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小仍為aA

=4.0m/s2；B板向右仍做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小仍aB

=1.0m/s2；

當(dāng)A、B速度相等時(shí)，A相對B滑到最左端，恰好不滑出木板，

故木板B的長度為這個(gè)全過程中A、B間的相對位移；

在A相對地面速度為零時(shí)，B的速度vB

=

v0

–

aBt1

=1.5m/s設(shè)由A速度為零至A、B相等所用時(shí)間為t2，則

aAt2

=

vB

–

aBt2，解得t2

=

vB/(aA

+

aB)=0.3s；共同速度v

=

aAt2

=1.2m/s

A向左運(yùn)動(dòng)位移xA

=(v0－

v)(t1

+

t2)/2=0.32mB向右運(yùn)動(dòng)位移xB

=(v0+

v)(t1

+

t2)/2=1.28mB板的長度l

=

xA

+

xB

=1.6m

(3)B運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒；當(dāng)A、B速度相等時(shí)，A相對B滑到最左端，恰好不滑出木板，由動(dòng)量守恒定律有：(M-m)v0=(M+m)v解得：v=1.2m/s由能量守恒定律

(M

+

m)v02=

μmgl

+

(M

+

m)v2，代入數(shù)據(jù)解得l

=1.6m解法二：動(dòng)量和能量角度問題1：木塊或木板只有一個(gè)具有初速度？問題2：怎樣讓木塊獲得初速度v0呢？方法一：利用能量轉(zhuǎn)化方法方法二：利用打擊、碰撞方法拓展思維FmM2：系統(tǒng)受外力型光滑水平面上靜止放著長L=1.6m，質(zhì)量為M=3kg的木板（厚度不計(jì)），一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的小物體放在木板的最右端，m和M之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，今對木板施加一水平向右的拉力F，（g取10m/s）(1)為使小物體不掉下去，F(xiàn)不能超過多少？(2)如果拉力F=10N恒定不變，求小物體所能獲得的最大動(dòng)能？（1）根據(jù)牛頓第二定律F=(M+m)a

μmg=ma

得：

F=μ(M+m)g=4N對M和m系統(tǒng)：FN1FGA+GB對m：FN2FA對BGm（2）小物體的加速度木板的加速度

物體離開木板時(shí)的速度解得物體滑過木板所用時(shí)間MmSMLMmSm(3)如果拉力F=10N，要使小物體從木板上掉下去，拉力F作用的時(shí)間至少為多少？補(bǔ)充：（3）若F作用時(shí)間最短，則物體離開木板時(shí)與木板速度相同。設(shè)F作用的最短時(shí)間為t1，物體在木板上滑行的時(shí)間為t，物體離開木板時(shí)與木板的速度為VMmS1SmMmLMmSm1Sm2S2力F作用t1撤去力F作用t2FF分析“滑塊—木板”問題時(shí)應(yīng)掌握的技巧1.求時(shí)間動(dòng)量定理牛頓第二定律+運(yùn)動(dòng)學(xué)公式2．求位移動(dòng)能定理牛頓第二定律+運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求相對位移時(shí)：通常會(huì)用到系統(tǒng)能量守恒定律。3．求速度動(dòng)能定理牛頓第二定律+運(yùn)動(dòng)學(xué)公式動(dòng)量守恒定律謝謝大家

再見練習(xí)1.質(zhì)量m=1kg的滑塊放在質(zhì)量為M=1kg的長木板左端，木板放在光滑的水平面上，滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，木板長L=75cm，開始時(shí)兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，試求：

（1）用水平力F0拉小滑塊，使小滑塊與木板以相同的速度一起滑動(dòng)，力F0的最大值應(yīng)為多少？

（2）用水平恒力F拉小滑塊向木板的右端運(yùn)動(dòng)，在t=0.5s內(nèi)使滑塊從木板右端滑出，力F應(yīng)為多大？

（3）按第（2）問的力F的作用，在小滑塊剛剛從長木板右端滑出時(shí)，滑塊和木板滑行的距離各為多少？（設(shè)m與M之間的最大靜摩擦力與它們之間的滑動(dòng)摩擦力大小相等）。（取g=10m/s2）.

（2）將滑塊從木板上拉出時(shí)，木板受滑動(dòng)摩擦力f=μmg，此時(shí)木板的加速度a2為a2=f/M=μmg/M=1m/s2.由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，有（m與M均為勻加速直線運(yùn)動(dòng)）木板位移x2=?a2t2

①滑塊位移x1=?a1t2

②

位移關(guān)系x1－x2=L③

將①、②、③式聯(lián)立，解出a1=7m/s2

對滑塊，由牛頓第二定律得:F－μmg=ma1所以F=μmg+ma1=8Nx2x1LFff解析：（1）對木板M，水平方向受靜摩擦力f向右，當(dāng)f=fm=μmg時(shí)，M有最大加速度，此時(shí)對應(yīng)的F0即為使m與M一起以共同速度滑動(dòng)的最大值。

對M，最大加速度aM，由牛頓第二定律得：aM=fm/M=μmg/M=1m/s2要使滑塊與木板共同運(yùn)動(dòng)，m的最大加速度am=aM，對滑塊有F0－μmg=mam

所以F0=μmg+mam=2N即力F0不能超過2N（3）將滑塊從木板上拉出的過程中，滑塊和木板的位移分別為

x1=?a1t2=7/8mx2=?a2t2=1/8m拓展一長木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊；在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5m，如圖(a)所示。t=0時(shí)刻開始，小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng)，直至t=1s時(shí)木板與墻