專題滑塊木板問題

1、專題滑塊木板問題第1頁，共17頁，2022年，5月20日，2點0分，星期日 馬鞍山中加雙語學(xué)校 關(guān)磊 專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三一輪復(fù)習(xí)*學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握板塊問題的主要題型及特點。2、強(qiáng)化受力分析，運動過程分析； 抓住運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化時的臨界條件; 第2頁，共17頁，2022年，5月20日，2點0分，星期日 馬鞍山中加雙語學(xué)校 關(guān)磊 專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三一輪復(fù)習(xí)*考情分析1.“滑塊-木板”類問題，具有涉及考點多（運動學(xué)公式、牛頓運動定律、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，是一類選拔功能極強(qiáng)的試題，也是新課標(biāo)力學(xué)?？嫉脑囶}。2.此類試題由于

2、研究對象多、受力分析困難，運動過程復(fù)雜，往往會使考生“手忙腳亂”，“顧此失彼”導(dǎo)致丟分。是學(xué)生比較容易感到“頭疼”的一類試題。因此探究并掌握此類試題的分析技巧和解題方法是十分必要的。 第3頁，共17頁，2022年，5月20日，2點0分，星期日 馬鞍山中加雙語學(xué)校 關(guān)磊專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三一輪復(fù)習(xí)*自學(xué)指導(dǎo) 閱讀學(xué)習(xí)以下相關(guān)內(nèi)容，用時5-10分鐘領(lǐng)悟下面的解題思路,并完成清學(xué)稿引例部分：1模型特點：上、下疊放兩個物體，并且兩物體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對滑動2建模指導(dǎo)解此類題的基本思路：（1）分析滑塊和木板的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律分別求出滑塊和木板的加速度；（2）對滑塊

3、和木板進(jìn)行運動情況分析，找出滑塊和木板之間的位移關(guān)系或速度關(guān)系，建立方程特別注意滑塊和木板的位移都是相對地面的位移. (3)審題畫運動過程的草圖建立正確的物理情景幫助自己理解過程審題答題要領(lǐng)第4頁，共17頁，2022年，5月20日，2點0分，星期日 馬鞍山中加雙語學(xué)校 關(guān)磊 專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三一輪復(fù)習(xí)*板塊的臨界問題【引例】木板M靜止在光滑水平面上，木板上放著一個小滑塊m，與木板之間的動摩擦因數(shù)，為了使得m能從M上滑落下來，求下列情況下力F的大小范圍。FMmmFM核心疑難探究第5頁，共17頁，2022年，5月20日，2點0分，星期日解析（1）m與M剛要發(fā)生相對滑動的臨界條

4、件：要滑動：m與M間的靜摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力；未滑動：此時m與M加速度仍相同。受力分析如圖，先隔離m，由牛頓第二定律可得：a=mg/m=g再對整體，由牛頓第二定律可得：F0=(M+m)a解得：F0=(M+m) g所以，F(xiàn)的大小范圍為：F(M+m)gMfmFmfmMfmFmfm（2）受力分析如圖，先隔離M，由牛頓第二定律可得：a=mg/M再對整體，由牛頓第二定律可得：F0=(M+m)a解得：F0=(M+m) mg/M所以，F(xiàn)的大小范圍為：F(M+m)mg/M第6頁，共17頁，2022年，5月20日，2點0分，星期日 馬鞍山中加雙語學(xué)校 關(guān)磊 專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三一輪復(fù)習(xí)*【

5、例1】質(zhì)量m=1kg的滑塊放在質(zhì)量為M=2kg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摩擦因數(shù)為0.1，木板長L=75cm，開始時兩者都處于靜止?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，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動，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，系統(tǒng)因相互摩擦散發(fā)出多少熱量？（設(shè)m與M之間的最大靜摩擦力與它們之間的滑動摩擦力大小相等）。（取g=10m/s2）.核心疑難探究第7頁，共17頁，2022年，5月20日，

6、2點0分，星期日（2）將滑塊從木板上拉出時，木板受滑動摩擦力f=mg，此時木板的加速度a2為 a2=f/M=mg/M =0.5m/s2. 由勻變速直線運動的規(guī)律，有（m與M均為勻加速直線運動）木板位移x2= a2t2滑塊位移 x1= a1t2位移關(guān)系x1x2=L將、式聯(lián)立，解出a1=6.5m/s2對滑塊，由牛頓第二定律得:Fmg=ma1所以F=mg+ma1=7.5Nx2x1LFff解析：（1）對木板M，水平方向受靜摩擦力f向右，當(dāng)f=fm=mg時，M有最大加速度，此時對應(yīng)的F0即為使m與M一起以共同速度滑動的最大值。對M，最大加速度aM，由牛頓第二定律得：aM= fm/M=mg/M =1m/s

7、2要使滑塊與木板共同運動，m的最大加速度am=aM， 對滑塊有F0mg=mam所以F0=mg+mam=1.5N即力F0不能超過1.5N（3）將滑塊從木板上拉出的過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為： 第8頁，共17頁，2022年，5月20日，2點0分，星期日【例2】如圖所示，木板靜止于水平桌面 上，在其最右端放一可視為質(zhì)點的木塊. 已知 木塊的質(zhì)量m=1 kg，長L=2.5 m，上表面光滑， 下表面與地面之間的動摩擦因數(shù)=0.2.現(xiàn)用水平 恒力F=20 N向右拉木板，g取10 m/s2，求： (1)木板加速度的大??； (2)要使木塊能滑離木板，水平恒力F作用的最 短時間; (3)如果其他條件不變，假設(shè)木板

8、上表面也粗 糙，其上表面與木塊之間的動摩擦因數(shù)為 1=0.3，欲使木板能從木塊的下方抽出，對 木板施加的拉力應(yīng)滿足什么條件？ （4）若木板的長度、木塊的質(zhì)量、木板的上表 面與木塊之間的動摩擦因數(shù)、木板與地面間的 動摩擦因數(shù)都不變，只將水平恒力增加為 30 N，則木塊滑離木板需要多長時間？分析受力和運動過程挖掘隱含條件解題m不受摩擦力作用，M運動時，m相對地面靜止恒力F作用一段時間后撤去，然后木塊減速運動至木塊與木板脫離時，木板速度恰好為零木板與木塊間的摩擦力為滑動摩擦力，且要使a木板a木塊位移關(guān)系：x木板 x木塊=L圖核心疑難探究規(guī)范審題第9頁，共17頁，2022年，5月20日，2點0分，星期

9、日圖【例2】如圖所示，木板靜止于水平桌面 上，在其最右端放一可視為質(zhì)點的木塊. 已知 木塊的質(zhì)量m=1 kg，長L=2.5 m，上表面光滑， 下表面與地面之間的動摩擦因數(shù)=0.2.現(xiàn)用水 平恒力F=20 N向右拉木板，g取10 m/s2，求： (1)木板加速度的大??； (2)要使木塊能滑離木板，水平恒力F作用的最 短時間; (3)如果其他條件不變，假設(shè)木板上表面也粗 糙，其上表面與木塊之間的動摩擦因數(shù)為 1=0.3，欲使木板能從木塊的下方抽出，對木 板 施加的拉力應(yīng)滿足什么條件？ （4）若木板的長度、木塊的質(zhì)量、木板的上表 面與木塊之間的動摩擦因數(shù)、木板與地面間的 動摩擦因數(shù)都不變，只將水平恒

10、力增加為 30 N，則木塊滑離木板需要多長時間？核心疑難探究第10頁，共17頁，2022年，5月20日，2點0分，星期日【例2】如圖所示，木板靜止于水平桌面 上，在其最右端放一可視為質(zhì)點的木塊. 已知 木塊的質(zhì)量m=1 kg，長L=2.5 m，上表面光滑， 下表面與地面之間的動摩擦因數(shù)=0.2.現(xiàn)用水 平恒力F=20 N向右拉木板，g取10 m/s2，求： (1)木板加速度的大??； (2)要使木塊能滑離木板，水平恒力F作用的最 短時間; (3)如果其他條件不變，假設(shè)木板上表面也粗 糙，其上表面與木塊之間的動摩擦因數(shù)為 1=0.3，欲使木板能從木塊的下方抽出，對木 板 施加的拉力應(yīng)滿足什么條件？

11、 （4）若木板的長度、木塊的質(zhì)量、木板的上表 面與木塊之間的動摩擦因數(shù)、木板與地面間的 動摩擦因數(shù)都不變，只將水平恒力增加為 30 N，則木塊滑離木板需要多長時間？圖核心疑難探究第11頁，共17頁，2022年，5月20日，2點0分，星期日 馬鞍山中加雙語學(xué)校 關(guān)磊 專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三一輪復(fù)習(xí)*圖12核心疑難探究例3A第12頁，共17頁，2022年，5月20日，2點0分，星期日技巧點撥4兩者發(fā)生相對滑動的條件： (1)摩擦力為滑動摩擦力 (2)二者加速度不相等分析滑塊木板模型問題時應(yīng)掌握的技巧1分析題中滑塊、木板的受力情況，求出各自的加速度2畫好運動草圖，找出位移、速度、時

12、間等物理量間的關(guān)系3知道每一過程的末速度是下一過程的初速度課堂小結(jié)第13頁，共17頁，2022年，5月20日，2點0分，星期日 馬鞍山中加雙語學(xué)校 關(guān)磊 專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三一輪復(fù)習(xí)*1.如圖甲所示，靜止在光滑水平面上的長木板B(長木板足夠長）的左端放著小物塊A.某時刻，A受到水平向右的外力F作用，F(xiàn)隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，即F=kt，其中k為已知常數(shù).若物體之間的滑動摩擦力（f）的大小等于最大靜摩擦力，且A、B的質(zhì)量相等，則下列圖中可以定性地描述長木板B運動的v-t圖象的是【當(dāng)堂清學(xué)】B第14頁，共17頁，2022年，5月20日，2點0分，星期日 馬鞍山中加雙語學(xué)校 關(guān)磊 專題：滑塊-木板模型問題探究2014高三