热点专题突破系列滑块—滑板模型.pptx

学习目标1 1、掌握滑块滑板类问题的主要题型及特点。2 2、强化受力分析，运动过程分析；抓住运动状态转化时的临界条件。3 3、动量与能量观点解决滑板问题学习目标学习目标动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第1页/共28页考情分析1.“滑块-木板”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，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，往往会使考生“手忙脚乱”，“顾此失彼”导致丢分。是学生比较容易感到“头疼”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。考情分析考情分析动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第2页/共28页【热点概述】“滑块+滑板”问题可以检测学生对受力分析、运动过程分析的能力,同时锻炼学生综合应用牛顿运动定律、功能关系及能量守恒定律解决综合问题的能力,是近几年高考的热点。具体如下:1.1.常见的三类问题:(1)(1)滑块和滑板的初速度相同;(2)(2)滑块和滑板中有一个物体初速度为零;(3)(3)滑块和滑板的初速度均不为零。热点概述热点概述动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型热点概述第3页/共28页2.2.考查角度:(1)“(1)“滑块+滑板”的动力学问题;(2)“(2)“滑块+滑板”的动量守恒问题。3.3.规律应用:(1)(1)牛顿第二定律;(2)(2)牛顿第三定律;(3)(3)运动学公式;(4)(4)动能定理;(5)(5)功能关系;(6)(6)动量守恒定律；(7)(7)能量守恒定律。热点概述热点概述动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第4页/共28页1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2建模指导解此类题的基本思路：（1）牛顿第二定律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）动量守恒定律分析系统总动量的大小及方向，结合能量守恒定律综合应用。知识梳理知识梳理动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型知识梳理第5页/共28页3.考试题型：（1 1）选择题：包括文字选择题与图象选择题；（2 2）计算题：主要有关于滑块和滑板间是否存在相对滑动的分析计算、使滑块与滑板间发生相对滑动的临界力的计算（即外力的作用范围问题）；其它临界问题的分析计算等。知识梳理知识梳理动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型4 4易失分点:(1)(1)不清楚滑块、滑板的受力情况，求不出各自的加速度(2)(2)不清楚物体间发生相对滑动的条件第6页/共28页分析“滑块滑板模型”问题时应掌握的技巧1分析题中滑块、滑板的受力情况，求出各自的加速度2画好运动草图，找出位移、速度、时间等物理量间的关系3知道每一过程的末速度是下一过程的初速度4两者发生相对滑动的条件：(1)摩擦力为滑动摩擦力（动力学条件）(2)二者速度或加速度不相等（运动学条件）（其中动力学条件是判断的主要依据）方法指导方法指导动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型考型一：动力学类问题第7页/共28页【典例1】核心疑难探究核心疑难探究临界问题典型例题典型例题动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第8页/共28页典型例题典型例题动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第9页/共28页方法指导二、使滑块与滑板间发生相对滑动的临界力的计算方法 使使滑滑块块与与滑滑板板间间不不发发生生相相对对滑滑动动或或者者发发生生相相对对滑滑动动的的力力都都是是某某一一特特定定范范围围的的力力，因因此此刚刚好好能能够够使使滑滑块块与与滑滑板板间间发发生生相相对对滑滑动动的的临临界界力力的的计计算算很很重重要要。此此临临界界力力的的计计算算通通常常有有两两种方法：种方法：1.1.动动力力学学方方法法：先先用用隔隔离离法法运运用用牛牛顿顿第第二二定定律律求求出出不不受受外外力力F F作作用用的的那那个个物物体体的的最最大大加加速速度度，然然后后再再用用整整体体法法运运用用牛牛顿顿第第二二定定律律求求出出外外力力F F的的大大小小数数值值，这这个个值值就就是是临临界界值值。滑滑块块与与滑滑板板间间不不发发生生相相对对滑滑动动时时的的外外力力应应小小于于或或等等于于这这个个数数值值，而而滑滑块与滑板间发生相对滑动时的外力应大于这个数值。块与滑板间发生相对滑动时的外力应大于这个数值。方法指导方法指导动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第10页/共28页2.2.临临界界条条件件法法：即即运运用用临临界界条条件件进进行行计计算算。滑滑块块与与滑滑板板恰恰好好能能发发生生相相对对滑滑动动（要要滑滑动动但但还还未未滑滑动动时时）的的临临界界条条件件是是（1 1）滑滑块块与与滑滑板板间间的的静静摩摩擦擦力力达达到到最最大大静静摩摩擦擦力力（通通常常近近似似地地认认为为最最大大静静摩摩擦擦力力等等于于滑滑动动摩摩擦擦力力）；（2 2）滑块的加速度恰好等于滑板的加速度。）滑块的加速度恰好等于滑板的加速度。方法指导三、滑块在滑板上不滑下的临界条件：滑块滑到滑板一端时，滑块和滑板两者速度相同方法指导方法指导动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第11页/共28页临界问题【典例3】木板M静止在光滑水平面上，木板上放着一个小滑块m，与木板之间的动摩擦因数，为了使得m能从M上滑落下来，求下列情况下力F的大小范围。FMmmFM核心疑难探究核心疑难探究典型例题典型例题动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第12页/共28页解析（1）m与M刚要发生相对滑动的临界条件：要滑动：m与M间的静摩擦力达到最大静摩擦力；未滑动：此时m与M加速度仍相同。受力分析如图，先隔离m，由牛顿第二定律可得：a=mg/m=g再对整体，由牛顿第二定律可得：F0=(M+m)a解得：F0=(M+m)g所以，F的大小范围为：F(M+m)gMfmFmfmMfmFmfm（2）受力分析如图，先隔离M，由牛顿第二定律可得：a=mg/M再对整体，由牛顿第二定律可得：F0=(M+m)a解得：F0=(M+m)mg/M所以，F的大小范围为：F(M+m)mg/M典型例题典型例题动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第13页/共28页典型例题典型例题动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型【典例4】如图甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端放置着静止的小物块A.某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示，即Fkt，其中k为已知常数若A、B之间的最大静摩擦力为f，且滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等，mB2mA.则下列图象中，可以定性地描述长木板B运动的vt图象的是()甲乙C核心疑难探究核心疑难探究临界问题第14页/共28页解析：根据题意，开始时，A、B相对静止，相对滑动前以相同加速度向右做变加速运动，木板B的最大加速度，当时，A、B开始相对滑动，解得时间，之后A的加速度随时间增大，木板B以不变的加速度做匀加速直线运动从以上分析可知，C正确故选C.典型例题典型例题动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第15页/共28页核心疑难探究核心疑难探究临界问题 质质量量为为M2 kg、长长为为L的的木木板板静静止止在在光光滑滑的的水水平平面面上上，在在木木板板左左端端放放有有质质量量为为m1 kg的的铁铁块块(可可视视为为质质点点)现现给给铁铁块块施施加加一一水水平平拉拉力力F4 N，使使铁铁块块相相对对木木板板滑滑动动，作作用用t1 s后后撤撤去去拉拉力力，铁铁块块恰恰好好不不掉掉下下木木板板，求求木木板板的的长长度度 L的的值值(已知铁块与木板间的动摩擦因数为已知铁块与木板间的动摩擦因数为0.2，g取取10 m/s2)【典例5】典例分析典例分析动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第16页/共28页典例分析典例分析动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第17页/共28页典例分析典例分析动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第18页/共28页选择题题型训练选择题题型训练动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型【例1】如图所示，光滑的水平面上静置质量为M8 kg的平板小车，在小车左端加一个由零逐渐增大的水平推力F，一个大小不计、质量为m2 kg的小物块放在小车右端上面，小物块与小车间的动摩擦因数0.2，小车足够长重力加速度g取10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法中正确的是()A当F增加到4 N时，m相对M开始运动B当F增加到20 N时，m相对M开始运动C当F10 N时，m对M有向左的2 N的摩擦力D当F10 N时，m对M有向右的4 N的摩擦力BC第19页/共28页解析：m运动的最大加速度ag2 m/s2，所以当整体的加速度达到2 m/s2时，即F(mM)a20 N时，m相对M开始运动，A错，B对；当F10 N时，整体的加速度a1 m/s22 m/s2，所以m对M的摩擦力表现为静摩擦力，方向向左，大小为fma2 N，C对，D错故选BC.选择题题型训练选择题题型训练动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第20页/共28页考型二：动量与能量类问题方法指导方法指导动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型名称名称表达式表达式对对象象适用适用条件条件易错点易错点动能定理动能定理动量守恒动量守恒定律定律能量守恒能量守恒定律定律单物位移速度均是对地；正、负功系统成立条件取正方向系统漏能量；摩擦生热中的位移是相对的第21页/共28页例：如图，木板A静止在光滑水平面上，物体B从A左端的上表面以水平速度v0滑入，已知A的质量为2m，B的质量为m，A、B之间动摩擦因数为，A足够长，重力加速度为g，求两者相对静止时：（1）共同速度；（2）木板A相对地面的位移；（3）要使B不从A的右端滑出，A的长度至少是多少？（4）系统产生的内能。典型例题典型例题动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第22页/共28页例：如图，木板A静止在光滑水平面上，物体B从A左端的上表面以水平速度v0滑入，已知A的质量为2m，B的质量为m，A、B之间动摩擦因数为，A足够长，重力加速度为g，求两者相对静止时：（1）共同速度；（2）木板A相对地面的位移；（3）要使B不从A的右端滑出，A的长度至少是多少？（4）系统产生的内能。(1)设共同速度为v，系统所受合外力为0，根据动量守恒定律，得：解：典型例题典型例题动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第23页/共28页例：如图，木板A静止在光滑水平面上，物体B从A左端的上表面以水平速度v0滑入，已知A的质量为2m，B的质量为m，A、B之间动摩擦因数为，A足够长，重力加速度为g，求两者相对静止时：（1）共同速度；（2）木板A相对地面的位移；（3）要使B不从A的右端滑出，A的长度至少是多少？（4）系统产生的内能。解：(2)对长木板A，由动能定理得：典型例题典型例题动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第24页/共28页例：如图，木板A静止在光滑水平面上，物体B从A左端的上表面以水平速度v0滑入，已知A的质量为2m，B的质量为m，A、B之间动摩擦因数为，A足够长，重力加速度为g，求两者相对静止时：（1）共同速度；（2）木板A相对地面的位移；（3）要使B不从A的右端滑出，A的长度至少是多少？（4）系统产生的内能。解：(3)对物块B，由动能定理得：所以要使B不滑离A，长度典型例题典型例题动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第25页/共28页例：如图，木板A静止在光滑水平面上，物体B从A左端的上表面以水平速度v0滑入，已知A的质量为2m，B的质量为m，A、B之间动摩擦因数为，A足够长，重力加速度为g，求两者相对静止时：（1）共同速度；（2）木板A相对地面的位移；（3）要使B不从A的右端滑出，A的长度至少是多少？（4）系统产生的内能。解：(4)对系统，根据能量守恒定律可得：典型例题典型例题动力学中的滑块动力学中的滑块滑板模型滑板模型第26页/共28页技巧点拨技巧点拨2、解题步骤：a.对象选取，受力分析 b.过程分析，规律选择 c.方程求解，答案验证分析滑块木板模型问题时应掌握的技巧1、选择物理规律的原则：a.对单个物体，求它的对地位移优先考虑用动能定理b.对两个相互作用的物体，优先考虑两大守恒定律。第27页/共28页感谢您的观看！第28页/共28页