2022年板块模型教学设计.docx

《2022年板块模型教学设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年板块模型教学设计.docx（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载板块模型教学设计一、板块问题的重要性抱负模型法是物理思维的重要方法之一；我们在解决实际问题时,常要把问题中的物理情形转化为理想模型,然后再利用适合该模型的规律求解,因此在物理学习中培育建立物理模型的才能非常重要；板块模型是一种复合模型,是由板模型和滑块模型组合而成；构成系统的板块间存在着相互作用力,通过相互作用力做功,实现能量转化；可以从动量、能量和牛顿运动定律等多个角度来分析这一问题；因此,板块模型是对力学规律的综合应用才能考查的重要载体；且有很好的延展性,高考卷中多有涉及；天津卷在 05、 07、09 三年以此为背景进行考

2、查；二、解题中存在的主要问题1、块和板有相对运动,参照物的选取显现错乱；2、对物体受力情形不能进行正确的分析；块和板之间有相互作用,分析力时没能完全隔离物体,研究对象没盯死；3、忽视守恒条件,没有正确判定系统是否满意动量守恒的条件,能不能用动量守恒定律求解；4、分析过程混淆；模型一：符合动量守恒例题 ：质量为 2kg 、长度为 2.5m 的长木板 B 在光滑的水平地面上以 4m/s 的速度向右运动,将一可视为质点的物体 A 轻放在 B 的右端,如 A 与 B 之间的动摩擦因数为 0.2 ,A 的质量为 m=1kg ；g 10 m / s 2求：（1）说明此后 A、B 的运动性质（2）分别求出

3、A、B 的加速度（3）经过多少时间 A 从 B 上滑下（4） A 滑离 B 时, A、 B 的速度分别为多大？A、B 的位移分别为多大？（5）如木板 B 足够长,最终 A、B 的共同速度（6）当木板 B 为多长时, A 恰好没从 B 上滑下（木板解题留意事项：1.判定动量是否守恒2.抓住初末动量B 至少为多长, A 才不会从 B 上滑下？）3.抓住临界条件（如“ 恰好不掉下去”、“ 停止滑动” “ 重力势能最大或弹性势能最大” 这都意味着共速）解决方法： 1.往往是动量守恒定律和能量守恒定律综合应用,相对位移,应用能量守恒比较简洁特别是遇到涉及 （可能是所求也可能是已知）2.但求解一个物体对位

4、置移应用动能定理或运动学公式求解变式：20XX 年福建省四地六校联考如下列图, 长 12 m,质量为 100 kg 的小车静止在光滑水平地面上一质量为 50 kg 的人从小车左端,以4 m/s2 加速度向右匀加速跑至小车的右端人的初速度为零求：1小车的加速度大小；2人从开头起跑至到达小车右端所经受的时间；3人从开头起跑至到达小车右端对小车所做的功1.如下列图,带有挡板的长木板置于光滑水平面上,轻弹簧放置在木板上,右端与挡板相连,左端位于木板上的 B 点；开头时木板静止,小铁块从木板上的A 点以速度 v0=4.0m/s 正对着弹簧运动,压缩弹簧,弹名师归纳总结 - - - - - - -第 1

5、页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载簧的最大形变量 xm=0.10m ；之后小铁块被弹回,弹簧复原原长；最终小铁块与木板以共同速度运动；已知当弹簧的形变量为 x 时,弹簧的弹性势能 Ep=kx 2/2,式中 k 为弹簧的劲度系数；长木板质量 M=3.0kg ,小铁块质量 m=1.0kg ,k=600N/m ,A 、B 两点间的距离 d=0.50m；取重力加速度 g=10m/s 2,不计空气阻力；（1）求当弹簧被压缩最短时小铁块速度的大小 v；（2）求小铁块与长木板间的动摩擦因数 ；（3）试通过运算说明最终小铁块停在木板上的位置；解：（ 1）当弹簧被

6、压缩最短时,小铁块与木板达到共同速度v,依据动量守恒定律【2 分】代入数据,解得：【1 分】（ 2）由功能关系,摩擦产生的热量等于系统缺失的机械能【 3 分】代入数据,解得：【 1 分】（3）小铁块停止滑动时,与木板有共同速度,由动量守恒定律判定,其共同速度仍为【1 分】设小铁块在木板上向左滑行的距离为,由功能关【1【1 分】代入数据,解得：分】而,所以,最终小铁块停在木板上 A点；【1 分】2.如图,小车平板距地高 h,小车质量为 M ,水平地面光滑,小车左端有一质量为 M/6 的小木块 ,它与平板间有摩擦,当小车与木块一起沿水平地面以速度 V 运动时,有一颗子弹水平射入并嵌在木块中,子弹质

7、量为 / 18 ,速度为 100,当木块从车右端滑出时,小车的速度减为 V / 2 ,求：木块滑出车右端时的速度；木块落地时,木块距车右端多远 . V 3（16 分）如下列图,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道 AB 是光滑的,在最低点 B 与水平轨道 BC 相切, BC 的长度是圆弧半径的 10 倍,整个轨道处于同一竖直平面内；可视为质点的物块从 A点正上方某处无初速下落,恰好落人小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道滑行至轨道末端 C 处恰好没有滑出；已知物块到达圆弧轨道最低点 B 时对轨道的压力是物块重力的 9 倍,小车的质量是物块的 3 倍,不考虑空气阻

8、力和物块落人圆弧轨道时的能量缺失；求名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载.物块开头下落的位置距水平轨道 BC 的竖直高度是圆弧半径的几倍；.物块与水平轨道 BC 间的动摩擦因数 ；3 16 分） .设物块的质量为m ,其开头下落处酌位置距BC 的竖直高度为h ,到达 8 点时的速度为v ,小车圆弧轨道半径为R ；由机械能守恒定律,有mgh = 1mv22依据牛顿其次定律,有9mgmg = mv2R解得H = 4R 即物块开头下落的位置距水平轨道 BC 的竖直高度是圆弧半径的 4 倍；.设物块与 BC

9、间的滑动摩擦力的大小为 F ,物块滑到 C 点时与小车的共同速度为 v ,物块在小车上由 B 运动到 C 的过程中小车对地面的位移大小为 s ；依题意,小车的质量为 3 m , BC 长度为 10 R ；由滑动摩擦定律,有F = m g 由动量守恒定律,有m v = （ m + 3 m） ,对物块、小车分别应用动能定理,有F（10 R + s ）= 1 2m v2 1 22 mvFs = 1 2（3 m） v2 0 解得 = 0.3 评分标准：,名师归纳总结 - - - - - - -.8 分,、式各3 分,式 2 分；.8 分,、式各2 分,、式各1 分；4.16 分 如下列图,质量m1=0

10、.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长L=15 m,现有质量 m2=0.2 kg 可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2 m/s 从左端滑上小车,最终在车面上某处与小车保持相对静止；物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g=10 m/s2,求（1）物块在车面上滑行的时间t;第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - （2）学习必备欢迎下载v0不超过多少；要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度模型二：不符合动量守恒例题： 如图 11 所示,水平地面上一个质量 M =4.0 kg 、长度 L=2.0 m 的木板,在 F= 8.0 N 的水平拉力作用下,

11、以 v0=2.0 m/s 的速度向右做匀速直线运动 . 某时刻将质量 m=l.0 kg 的物块 （物块可视为质点）轻放在木板最右端 .（1）如物块与木板间无摩擦,求物块离开木板所需的时间；（2）如物块与木板间有摩擦,且物块与木板间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦因数相等,求将物块放在木板上后,经过多长时间木板停止运动. M m F （结果保留二位有效数字）图 11 解题留意事项：1.判定动量是否守恒,如不守恒,应用牛顿定律解题2.对每个物体进行受力分析运动状态分析,画运动简图3.分别列运动学方程,找两者位移关系速度关系变式 1：如下列图,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量为 M

12、=4kg ,长为 L=1.4m ；木板右端放着一小滑块,小滑块质量为 m=1kg ,其尺寸远小于 L ；小滑块与木板之间的动摩擦因数为 =0.4（g=10m/s 2）；（1）现用恒力 F作用在木板 M 上,为了使得 m能从 M 上面滑落下来,问：F大小的范畴是什么？（2）其它条件不变,如恒力F=22.8 牛顿,且始终作用在M 上,最终使得m 能从 M 上面滑落下来；问：m 在 M 上面滑动的时间是多大？解析 :（ 1）小滑块与木板间的滑动摩擦力小滑块在滑动摩擦力 f 作用下向右匀加速运动的加速度木板在拉力 F 和滑动摩擦力 f 作用下向右匀加速运动的加速度使 m 能从 M 上面滑落下来的条件是

13、 即（2）设 m 在 M 上滑动的时间为t,当恒力 F=22.8N ,木板的加速度）小滑块在时间t 内运动位移木板在时间t 内运动位移因名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载即2.在水平长直的轨道上,有一长度为 L 的平板车在外力掌握下始终保持速度 v0 做匀速直线运动某时刻将一质量为 m 的小滑块轻放到车面的中点,滑块与车面间的动摩擦因数为 （ 1）已知滑块与车面间动摩擦因数 =0.2,滑块质量 m=1kg,车长 L=2m,车速 v0=4m/s,取 g=10m/s2,当滑块放到车面中点的同时对该滑块施

14、加一个与车运动方向相同的恒力 下,恒力 F 大小应当满意什么条件？F,要保证滑块不能从车的左端掉（1）设恒力 F 取最小值为 F1,滑块加速度为 a1,此时滑块恰好到达车的左端,就t 1 v 0滑块运动到车左端的时间 a 1 v 0 Lv t 0 1 t 1由几何关系有 2 2 由牛顿定律有 F 1 mg ma 1 由式代入数据解得 F 1 6N就恒力 F 大小应当满意条件是 F 6N3、一质量 M 0.2kg 的长木板静止在水平面上,长木板与水平面间的滑动摩擦因数 1 0.1,一质量m=0.2kg 的小滑块以 v0 1.2m/s 的速度从长木板的左端滑上长木板,滑块与长木板间滑动摩擦因数 2

15、0.4（如图 16 所示）,求从小滑块滑上长木板到最终静止下来的过程中,小滑块滑动的距离为多少 .（滑块始终没有滑离长木块）解：小滑块受到滑动摩擦力f2,方向向左, f2= 2mg=0.8N ；长木板受到小滑块赐予人滑动摩擦力f3=0.8N ,方向向右,受地面人滑动摩擦力 f1= 12mg=0.4N. f1 方向向左, f3f1,长木板向右加速,小滑块向右做减速运动,长木板的加速度为 a1,小滑块加速度为a2,当小滑块与长木板的速度相等时,小滑块与长木板相对静止,此过程中小滑块在长木板上滑行的距离为 L,故有名师归纳总结 - - - - - - -v 0a2ta 1 tta 1v 0a24、一

16、小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中心；桌布的一边与桌的AB边重合,如图；已知盘与桌布间的动摩擦因数为1,盘与桌面间的动摩擦因数为2；现突然以恒定加速度a 将桌布抽离桌面,加速度的方向是水平的且垂直于AB 边；如圆盘最终未从桌面掉下,就加速度a 满意的条件是什么. 以 g表示重力加速度 第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载解析：设圆盘的质量为,桌长为,圆盘在桌布上做加速运动的加速度为 1,就111,2表示圆盘的加速度的大小,有 22桌布抽出后,圆盘在桌面上做匀减速运动,以2以地面为参考系,设桌布从盘下抽出所经受的时间为1,在这段时间

17、内桌布移动的位移为,圆盘移动的位移为1,有 1/2 1 2, 11/2 1 1 2由题意分析可知,当桌布比圆盘多运动了 1 /2 ,联立以上各式,可以解得 /2 的位移时,盘布分别,即5（18 分）如下列图,质量 mA 为 4.0kg 的木板 A放在水平面 C上,木板与水平面间的动摩擦因数 为 0.24 ,木板右端放着质量 mB 为 1.0kg 的小物块 B（视为质点） ,它们均处于静止状态；木板突然受到水平向右的 12N s 的瞬时冲量 I 作用开始运动,当小物块滑离木板时,木板的动能 EM为 8.0J ,小物块的动能 EkB 为 0.50J ,重力加速度取 10m/s 2,求：（ 1）瞬时

18、冲量作用终止时木板的速度 v0；（ 2）木板的长度 L；5（1）设水平向右为正方向 I m A 0v 代入数据解得v03 .0 m/sFAB、FBA和 FCA,B 在 A 上滑行的时间为t ,B 离开 A 时 A 和 B（2）设 A对 B、B 对 A、 C对 A的滑动摩擦力的大小分别为的初速分别为vA和 vB,有FBAFCAtmAvAmAv0FABtmBvB其中 FAB=FEA FCAmAmBg设 A、B 相对于 C的位移大小分别为sA和 sB,有FBAFCAsA1mAv21mAv2A022FABsBEAB动量与动能之间的关系为名师归纳总结 m Av A2m AEkA第 6 页,共 7 页m

19、BvA2m BEkB木板 A 的长度LsAs B代入数据解得L=0.50m - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 6、如下列图 ,绷紧的传送带与水平面的夹角 的工件 可看做质点 轻放在皮带的底端学习必备欢迎下载,始终保持 V0=2m/s 的速率运行 ,现把一质量 m=10Kgh=1.5m 高处 ,取 g=10m/s2,求工件与皮带间的动摩擦因 =30 0,皮带在电动机的带动下,经时间 t=1.9s,工件被传送到数是多少 . 3 / 2 h v07如图 17 所示,平板车长 L= 6.0m,质量 M= 10kg,将其置于光滑水平面上,车的上表面到水平面的距离

20、h=1.25m；现平板车正在光滑水平面上以v0=10m/s 向右做匀速直线运动,某时刻对平板车施加一个方向水平向左、大小 F 1=78N 的恒力,与此同时,将一个质量 m= 1.0kg 的木块轻放在平板车的右端；F1作用 1.0s后,将力的大小改为 F 2=422N （作用位置和施力方向不变）；F 2作用一段时间后,木块脱离平板车落到水平面上,在木块脱离平板车的瞬时撤去 F 2；已知平板车与木块的动摩擦因数 =0.20,木块可视为质点,空气阻力可忽视不计,取 g=10m/s 2；求：（1）木块从离开平板车至落到水平面上所用的时间；m （2）在 F1 作用的时间内,摩擦力对平板车做的功；F 1

21、v0 （3）木块落到水平面上时,距离平板车右端的水平距离；M 图 17 三、思路总结：做好受力分析判定动量是否守恒,做好运动分析,抓临界条件；依据所求物理量,恰当挑选公式,提高解题效率；求解板块模型类型题,关键要分析清晰板块之间的相互作用方式,作用过程,分析清晰每一组成部分的作用过程及其特点,及其各自所遵循的规律；滑块做怎样的运动有什么特点,板做怎样的运动,有什么特点,联系各个部分模型运动过程的物理量是什么,是时间,位移仍是速度,摩擦力的作用,动量关系,能量关系,分析清晰这些物理量及其关系,对于求解板块模型类像至关重要；在解题过程中要全面分析；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页