第三章　第5課時(shí)　專題強(qiáng)化：“滑塊-木板”模型中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題-2025年高中物理大一輪復(fù)習(xí)

第5課時(shí)專題強(qiáng)化：“滑塊—木板”模型中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題目標(biāo)要求1.掌握“滑塊—木板”模型的運(yùn)動(dòng)及受力特點(diǎn)。2.能正確運(yùn)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)處理“滑塊—木板”模型問(wèn)題。1．模型特點(diǎn)：滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))置于木板上，滑塊和木板均相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)，且滑塊和木板在摩擦力的作用下發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，滑塊和木板具有不同的加速度。2．模型構(gòu)建(1)隔離法的應(yīng)用：對(duì)滑塊和木板分別進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析。(2)對(duì)滑塊和木板分別列動(dòng)力學(xué)方程和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。(3)明確滑塊和木板間的位移關(guān)系如圖所示，滑塊由木板一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程中，滑塊和木板同向運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移之差Δx＝x1－x2＝L(板長(zhǎng))；滑塊和木板反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移之和Δx＝x2＋x1＝L。3．解題關(guān)鍵(1)摩擦力的分析判斷：由滑塊與木板的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)判斷“板塊”間的摩擦力方向。(2)挖掘“v物＝v板”臨界條件的拓展含義摩擦力突變的臨界條件：當(dāng)v物＝v板時(shí)，“板塊”間的摩擦力可能由滑動(dòng)摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)殪o摩擦力或者兩者間不再有摩擦力(水平面上共同勻速運(yùn)動(dòng))。①滑塊恰好不滑離木板的條件：滑塊運(yùn)動(dòng)到木板的一端時(shí)，v物＝v板；②木板最短的條件：當(dāng)v物＝v板時(shí)滑塊恰好滑到木板的一端。考點(diǎn)一水平面上的板塊問(wèn)題例1如圖所示，在光滑的水平面上有一足夠長(zhǎng)且質(zhì)量為M＝4kg的長(zhǎng)木板，在長(zhǎng)木板右端有一質(zhì)量為m＝1kg的小物塊，長(zhǎng)木板與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，長(zhǎng)木板與小物塊均靜止，g取10m/s2。(1)若要使小物塊和木板間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，拉力F不小于什么值？(2)現(xiàn)用F＝14N的水平恒力向右拉長(zhǎng)木板，經(jīng)時(shí)間t＝1s撤去水平恒力F，則：①在F的作用下，長(zhǎng)木板的加速度為多大？②剛撤去F時(shí)，小物塊離長(zhǎng)木板右端多遠(yuǎn)？③最終長(zhǎng)木板與小物塊一起以多大的速度勻速運(yùn)動(dòng)？④最終小物塊離長(zhǎng)木板右端多遠(yuǎn)？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2(多選)如圖甲所示，長(zhǎng)木板B靜止在光滑水平地面上，在t＝0時(shí)刻，可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為1kg的物塊A在水平外力F作用下，從長(zhǎng)木板的左端從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，1s后撤去外力F，物塊A、長(zhǎng)木板B的速度—時(shí)間圖像如圖乙所示，g＝10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是()A．長(zhǎng)木板的最小長(zhǎng)度為2mB．A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.1C．長(zhǎng)木板的質(zhì)量為0.5kgD．外力F的大小為4N例3(2024·廣東佛山市聯(lián)考)如圖所示，質(zhì)量均為m＝1kg的物塊A和B疊放在水平地面上，左邊緣對(duì)齊。A與B、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.4。先敲擊A，A立即獲得水平向右的初速度，在B上滑動(dòng)距離L＝2m后停下。接著敲擊B，B立即獲得水平向右的初速度，A、B都向右運(yùn)動(dòng)，左邊緣再次對(duì)齊時(shí)恰好相對(duì)靜止，此后兩者一起運(yùn)動(dòng)至停下。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，物塊A長(zhǎng)度可忽略不計(jì)，重力加速度g＝10m/s2。求：(1)A被敲擊后獲得的初速度大小vA；________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)在左邊緣再次對(duì)齊的前、后，B運(yùn)動(dòng)的加速度的大小aB、aB′；(3)B被敲擊后獲得的初速度大小vB及B運(yùn)動(dòng)的最大距離sB。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________處理“板塊”模型中動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的流程

考點(diǎn)二斜面上的板塊問(wèn)題例4如圖所示，在傾角為θ＝37°的足夠長(zhǎng)固定斜面上放置一質(zhì)量M＝2kg，長(zhǎng)度L＝1.5m的薄平板AB，在薄平板上端A處放一質(zhì)量m＝1kg的小滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))，將小滑塊和薄平板同時(shí)無(wú)初速度釋放，已知小滑塊與薄平板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1＝0.25，薄平板與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2＝0.5，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2，求：(1)釋放后，小滑塊的加速度大小a1和薄平板的加速度大小a2；(2)從釋放到小滑塊滑離薄平板經(jīng)歷的時(shí)間t。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________