专题滑块木板问题精.ppt

专题滑块木板问题第1页，本讲稿共17页 马鞍山中加双语学校马鞍山中加双语学校 关磊关磊 专题：滑块专题：滑块-木板模型问题探究木板模型问题探究20142014高三一轮复习高三一轮复习*学习目标学习目标1、掌握板块问题的主要题型及特点。、掌握板块问题的主要题型及特点。2、强化受力分析，运动过程分析；、强化受力分析，运动过程分析；抓住运动状抓住运动状态转化时的临界条件态转化时的临界条件;第2页，本讲稿共17页 马鞍山中加双语学校马鞍山中加双语学校 关磊关磊 专题：滑块专题：滑块-木板模型问题探究木板模型问题探究20142014高三一轮复习高三一轮复习*考情分析考情分析1.“滑块滑块-木板木板”类问题，具有涉及考点多（运动学公式、牛顿运动定律、类问题，具有涉及考点多（运动学公式、牛顿运动定律、功能关系等），情境丰富，设问灵活，解法多样，思维量高等特点，功能关系等），情境丰富，设问灵活，解法多样，思维量高等特点，是一类选拔功能极强的试题，也是新课标力学常考的试题。是一类选拔功能极强的试题，也是新课标力学常考的试题。2.此类试题由于研究对象多、受力分析困难，运动过程复杂，往往此类试题由于研究对象多、受力分析困难，运动过程复杂，往往会使考生会使考生“手忙脚乱手忙脚乱”，“顾此失彼顾此失彼”导致丢分。是学生比较容导致丢分。是学生比较容易感到易感到“头疼头疼”的一类试题。因此探究并掌握此类试题的分析技的一类试题。因此探究并掌握此类试题的分析技巧和解题方法是十分必要的。巧和解题方法是十分必要的。第3页，本讲稿共17页 马鞍山中加双语学校马鞍山中加双语学校 关磊关磊专题：滑块专题：滑块-木板模型问题探究木板模型问题探究20142014高三一轮复习高三一轮复习*自学指导自学指导 阅读学习以下相关内容，用时5-10分钟领悟下面的解题思路,并完成清学稿引例部分：1模型特点：模型特点：上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动2建模指导建模指导解此类题的基本思路：解此类题的基本思路：（1）分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度；）分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度；（2）对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方）对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方程特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移程特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移.(3)审题画运动过程的草图建立正确的物理情景帮助自己理解过程审题画运动过程的草图建立正确的物理情景帮助自己理解过程审题答题要领审题答题要领第4页，本讲稿共17页 马鞍山中加双语学校马鞍山中加双语学校 关磊关磊 专题：滑块专题：滑块-木板模型问题探究木板模型问题探究20142014高三一轮复习高三一轮复习*板板块块的的临临界界问题问题【引例引例】木板木板M静止在光滑水平面上，木板上放着一个小滑静止在光滑水平面上，木板上放着一个小滑块块m，与木板，与木板之之间间的的动动摩擦因数摩擦因数，为为了使得了使得m能从能从M上滑落下来，求下列情况下力上滑落下来，求下列情况下力F的大的大小范小范围围。FMmmFM核心疑难探究核心疑难探究第5页，本讲稿共17页解析解析（1）m与与M刚刚要要发发生相生相对对滑滑动动的的临临界条件：界条件：要滑要滑动动：m与与M间间的静摩擦力达到最大静的静摩擦力达到最大静摩擦力；摩擦力；未滑未滑动动：此：此时时m与与M加速度仍相同。加速度仍相同。受力分析如受力分析如图图，先隔离，先隔离m，由牛，由牛顿顿第二定律可得：第二定律可得：a=mg/m=g再再对对整体，由牛整体，由牛顿顿第二定律可得：第二定律可得：F0=(M+m)a解得：解得：F0=(M+m)g所以，所以，F的大小范围为：的大小范围为：F(M+m)gMfmFmfmMfmFmfm（2）受力分析如）受力分析如图图，先隔离，先隔离M，由牛，由牛顿顿第二定律可得：第二定律可得：a=mg/M再再对对整体，由牛整体，由牛顿顿第二定律可得：第二定律可得：F0=(M+m)a解得：解得：F0=(M+m)mg/M所以，所以，F的大小范围为：的大小范围为：F(M+m)mg/M第6页，本讲稿共17页 马鞍山中加双语学校马鞍山中加双语学校 关磊关磊 专题：滑块专题：滑块-木板模型问题探究木板模型问题探究20142014高三一轮复习高三一轮复习*【例例1】质质量量m=1kg的滑的滑块块放在放在质质量量为为M=2kg的的长长木板左端，木板放在光滑的水平面上，滑木板左端，木板放在光滑的水平面上，滑块块与木板之与木板之间间的的动动摩擦因数摩擦因数为为0.1，木板，木板长长L=75cm，开始，开始时时两者都两者都处处于静止状于静止状态态，如，如图图所所示，示，试试求：求：（1）用水平力）用水平力F0拉小滑拉小滑块块，使小滑，使小滑块块与木板以相同的速度一起滑与木板以相同的速度一起滑动动，力，力F0的最大的最大值应为值应为多少？多少？（2）用水平恒力）用水平恒力F拉小滑拉小滑块块向木板的右端运向木板的右端运动动，在，在t=0.5s内使滑内使滑块块从木板右端滑出，从木板右端滑出，力力F应为应为多大？多大？（3）按第（）按第（2）问问的力的力F的作用，在小滑的作用，在小滑块刚刚块刚刚从从长长木板右端滑出木板右端滑出时时，系，系统统因相互因相互摩擦散摩擦散发发出多少出多少热热量？（量？（设设m与与M之之间间的最大静摩擦力与它的最大静摩擦力与它们们之之间间的滑的滑动动摩擦力大小摩擦力大小相等）。（取相等）。（取g=10m/s2）.核心疑难探究核心疑难探究第7页，本讲稿共17页（2）将滑）将滑块块从木板上拉出从木板上拉出时时，木板受滑，木板受滑动动摩擦力摩擦力f=mg，此，此时时木板的加速度木板的加速度a2为为 a2=f/M=mg/M=0.5m/s2.由匀由匀变变速直速直线线运运动动的的规规律，有（律，有（m与与M均均为为匀加速直匀加速直线线运运动动）木板位移）木板位移x2=a2t2滑滑块块位位移移 x1=a1t2位移关系位移关系x1x2=L将将、式式联联立，解出立，解出a1=6.5m/s2对对滑滑块块，由牛，由牛顿顿第二定律得第二定律得:Fmg=ma1所以所以F=mg+ma1=7.5Nx2x1LFff解析：解析：（1）对对木板木板M，水平方向受静摩擦力，水平方向受静摩擦力f向右，当向右，当f=fm=mg时时，M有最大加速度，此有最大加速度，此时对应时对应的的F0即即为为使使m与与M一起以共同速度滑一起以共同速度滑动动的最大的最大值值。对对M，最大加速度，最大加速度aM，由牛，由牛顿顿第二定律得：第二定律得：aM=fm/M=mg/M=1m/s2要使滑要使滑块块与木板共同运与木板共同运动动，m的最大加速度的最大加速度am=aM，对对滑滑块块有有F0mg=mam所以所以F0=mg+mam=1.5N即力即力F0不能超不能超过过1.5N（3）将滑）将滑块块从木板上拉出的从木板上拉出的过过程中，系程中，系统产统产生的生的热热量量为为：第8页，本讲稿共17页【例例2】如如图图所示，木板静止于水平桌面所示，木板静止于水平桌面 上，在其最右端放一可上，在其最右端放一可视为质视为质点的木点的木块块.已知已知 木木块块的的质质量量m=1 kg，长长L=2.5 m，上表面光滑，上表面光滑，下表面与地面之下表面与地面之间间的的动动摩擦因数摩擦因数=0.2.现现用水平用水平 恒力恒力F=20 N向右拉木板，向右拉木板，g取取10 m/s2，求：，求：(1)木板加速度的大小；木板加速度的大小；(2)要使木要使木块块能滑离木板，水平恒力能滑离木板，水平恒力F作用的最作用的最 短短时间时间;(3)如果其他条件不如果其他条件不变变，假，假设设木板上表面也粗木板上表面也粗 糙，其上表面与木糙，其上表面与木块块之之间间的的动动摩擦因数摩擦因数为为 1=0.3，欲使木板能从木，欲使木板能从木块块的下方抽出，的下方抽出，对对 木板施加的拉力木板施加的拉力应满应满足什么条件？足什么条件？（4）若木板的）若木板的长长度、木度、木块块的的质质量、木板的上表量、木板的上表 面与木面与木块块之之间间的的动动摩擦因数、木板与地面摩擦因数、木板与地面间间的的 动动摩擦因数都不摩擦因数都不变变，只将水平恒力增加，只将水平恒力增加为为 30 N，则则木木块块滑离木板需要多滑离木板需要多长时间长时间？分析受力和运动过程挖掘分析受力和运动过程挖掘隐含条件解题隐含条件解题m不受摩擦力作用不受摩擦力作用，M运动时，运动时，m相对地面静止相对地面静止恒力恒力F作用一段时间后撤去，然作用一段时间后撤去，然后木块减速运动至木块与木后木块减速运动至木块与木板脱离时，木板速度恰好为零板脱离时，木板速度恰好为零木板与木块间的摩擦力为滑动摩木板与木块间的摩擦力为滑动摩擦力，且要使擦力，且要使a木板木板a木木块块位移关系位移关系：x木板木板 x木木块块=L图图核心疑难探究核心疑难探究规范审题规范审题第9页，本讲稿共17页图图【例例2】如如图图所示，木板静止于水平桌面所示，木板静止于水平桌面 上，在其最右端放一可上，在其最右端放一可视为质视为质点的木点的木块块.已知已知 木木块块的的质质量量m=1 kg，长长L=2.5 m，上表面光滑，上表面光滑，下表面与地面之下表面与地面之间间的的动动摩擦因数摩擦因数=0.2.现现用水用水 平恒力平恒力F=20 N向右拉木板，向右拉木板，g取取10 m/s2，求：，求：(1)木板加速度的大小；木板加速度的大小；(2)要使木要使木块块能滑离木板，水平恒力能滑离木板，水平恒力F作用的最作用的最 短短时间时间;(3)如果其他条件不如果其他条件不变变，假，假设设木板上表面也粗木板上表面也粗 糙，其上表面与木糙，其上表面与木块块之之间间的的动动摩擦因数摩擦因数为为 1=0.3，欲使木板能从木，欲使木板能从木块块的下方抽出，的下方抽出，对对木木 板板 施加的拉力施加的拉力应满应满足什么条件？足什么条件？（4）若木板的）若木板的长长度、木度、木块块的的质质量、木板的上表量、木板的上表 面与木面与木块块之之间间的的动动摩擦因数、木板与地面摩擦因数、木板与地面间间的的 动动摩擦因数都不摩擦因数都不变变，只将水平恒力增加，只将水平恒力增加为为 30 N，则则木木块块滑离木板需要多滑离木板需要多长时间长时间？核心疑难探究核心疑难探究第10页，本讲稿共17页【例例2】如如图图所示，木板静止于水平桌面所示，木板静止于水平桌面 上，在其最右端放一可上，在其最右端放一可视为质视为质点的木点的木块块.已知已知 木木块块的的质质量量m=1 kg，长长L=2.5 m，上表面光滑，上表面光滑，下表面与地面之下表面与地面之间间的的动动摩擦因数摩擦因数=0.2.现现用水用水 平恒力平恒力F=20 N向右拉木板，向右拉木板，g取取10 m/s2，求：，求：(1)木板加速度的大小；木板加速度的大小；(2)要使木要使木块块能滑离木板，水平恒力能滑离木板，水平恒力F作用的最作用的最 短短时间时间;(3)如果其他条件不如果其他条件不变变，假，假设设木板上表面也粗木板上表面也粗 糙，其上表面与木糙，其上表面与木块块之之间间的的动动摩擦因数摩擦因数为为 1=0.3，欲使木板能从木，欲使木板能从木块块的下方抽出，的下方抽出，对对木木 板板 施加的拉力施加的拉力应满应满足什么条件？足什么条件？（4）若木板的）若木板的长长度、木度、木块块的的质质量、木板的上表量、木板的上表 面与木面与木块块之之间间的的动动摩擦因数、木板与地面摩擦因数、木板与地面间间的的 动动摩擦因数都不摩擦因数都不变变，只将水平恒力增加，只将水平恒力增加为为 30 N，则则木木块块滑离木板需要多滑离木板需要多长时间长时间？图图核心疑难探究核心疑难探究第11页，本讲稿共17页 马鞍山中加双语学校马鞍山中加双语学校 关磊关磊 专题：滑块专题：滑块-木板模型问题探究木板模型问题探究20142014高三一轮复习高三一轮复习*图图12核心疑难探究核心疑难探究例例3 3A第12页，本讲稿共17页技巧点拨技巧点拨4 4两者发生相对滑动的条件：两者发生相对滑动的条件：(1)(1)摩擦力为滑动摩擦力摩擦力为滑动摩擦力 (2)(2)二者加速度不相等二者加速度不相等分析滑块分析滑块木板模型问题时应掌握的技巧木板模型问题时应掌握的技巧1 1分析题中滑块、木板的受力情况，求出各自的加速度分析题中滑块、木板的受力情况，求出各自的加速度2 2画好运动草图，找出位移、速度、时间等物理量间的关系画好运动草图，找出位移、速度、时间等物理量间的关系3 3知道每一过程的末速度是下一过程的初速度知道每一过程的末速度是下一过程的初速度第13页，本讲稿共17页 马鞍山中加双语学校马鞍山中加双语学校 关磊关磊 专题：滑块专题：滑块-木板模型问题探究木板模型问题探究20142014高三一轮复习高三一轮复习*1.1.如图甲所示，静止在光滑水平面上的长木板如图甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B(B(长木板足够长）的长木板足够长）的左端放着小物块左端放着小物块A.A.某时刻，某时刻，A A受到水平向右的外力受到水平向右的外力F F作用，作用，F F随时间随时间t t的变化规律如图乙所示，即的变化规律如图乙所示，即F=ktF=kt，其中，其中k k为已知常数为已知常数.若物体之间的滑若物体之间的滑动摩擦力（动摩擦力（f f）的大小等于最大静摩擦力，且）的大小等于最大静摩擦力，且A A、B B的质量相等，则下的质量相等，则下列图中可以定性地描述长木板列图中可以定性地描述长木板B B运动的运动的v-tv-t图象的是图象的是【当堂清学当堂清学】B第14页，本讲稿共17页 马鞍山中加双语学校马鞍山中加双语学校 关磊关磊 专题：滑块专题：滑块-木板模型问题探究木板模型问题探究20142014高三一轮复习高三一轮复习*B解析解析第15页，本讲稿共17页 马鞍山中加双语学校马鞍山中加双语学校 关磊关磊 专题：滑块专题：滑块-木板模型问题探究木板模型问题探究20142014高三一轮复习高三一轮复习*解析解析第16页，本讲稿共17页 马鞍山中加双语学校马鞍山中加双语学校 关磊关磊 专题：滑块专题：滑块-木板模型问题探究木板模型问题探究20142014高三一轮复习高三一轮复习*感谢各位老师的莅临指导！第17页，本讲稿共17页