2022年一轮复习物理专题专题动力学中的滑块滑板问题.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载专题 :动力学中的滑块滑板模型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、考点：“ 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,设问敏捷,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；3、解题思路：（ 1）动力学关系 : 受力分析留意摩擦的作用是相互的,敏捷运用整体法和隔离法分析,依据牛顿其次定律分别求出滑块和木板的加速度；而显现最大加速度时往往是运动过程显现临界转折的关键点；（

2、2）运动关系：恰好“ 滑落” 或“ 不滑落” 常为找时间关系列位移方程,一般为同向运动位移差为板长,反向运动位移之和为板长；（ 3）能量关系：相互摩擦机械能缺失转化为内能,常用能量守恒E=f 滑 X 相对； ,为了使得m（ 4）区分选修3-5 动量守恒中的滑块滑板: 要满意动量守恒必不受外力,一般无外界拉力和地面摩擦力；【典例 1】【临界问题】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能从 M上滑落下来,求以下两种情形下力F 的大小范畴；FmFmMM方法归纳：是否滑动的关键在于是否达到最大静摩擦,关键在最大静摩擦及最大加速度判定比较【变式一】图所示,在光滑的水平地

3、面上有一个长为 L,质量为 M=4kg的木板 A,在木板的左端有一个质量为 m=2kg的小物体 B,A、B之间的动摩擦因数为 =0.2 ,当对 B 施加水平向右的力 F 作用时 设 A、B间的最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等 ,（ 1）如 F=5N,就 A、B 加速度分别为多大？（ 2）如 F=10N,就 A、B 加速度分别为多大？（ 3）在（ 2）的条件下,如力F作用时间 t =3s, B刚好到达木板A的右端,就木板长L 应为多少？【变式二】【2022 理综课标m1的足够长的木板,其上叠放I 第 21 题 】如图,在光滑水平面上有一质量为一质量为 m2 的木块；假定木块和木板之间的最大静

4、摩擦力和滑动摩擦力相等；现给木块施加一随时间 t增大的水平力 F=kt （k 是常数）,木板和木块加速度的大小分别为 a1 和 a2,以下反映 a1 和 a2变化的图线中正确选项（）图【典例 2】【多过程问题】 【 2022全国课标 II 第 25 题】 下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾难；某地有一倾角为 =37（sin37= 3 ）的山坡 C,上面有一质量为 m 的石板 B,其上下表面与斜坡平行；B5上有一碎石堆 A（含有大量泥土） ,A 和 B 均处于静止状态,如下列图；假设某次暴雨中,A 浸透雨水后总细心整理归纳 精选学习资料 第 1 页,共 5 页 - - - - - -

5、- - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载质量也为 m（可视为质量不变的滑块）,在极短时间内,A、B 间的动摩擦因数 1 减小为 3 ,B、C间的动8摩擦因数 2 减小为 0.5,A、B 开头运动,此时刻为计时起点；在第 2s 末, B 的上表面突然变为光滑,2保持不变；已知 A 开头运动时, A 离 B 下边缘的距离 l=27m,C足够长,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力；取重力加速度大小 g=10m/s 2；求：（1）在 02s时间内 A 和 B加速度的大小（2

6、） A 在 B上总的运动时间【变式 3】【 2022全国课标 II第 25 题】 一长木板在水平地面上运动,在t=0 时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木板运动的速度时间图像如下列图；己知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上；取重力加速度的大小g=10/s2.求：.C（1）物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；（2）从 t=0 时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小；【变式 4】2022 高考江苏卷 如下列图, 将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板快速抽出,砝码的移

7、动很小,几乎观看不到,这就是大家熟识的惯性演示试验如砝码和纸板的质量分别为m1 和 m2,各接触面间的动摩擦因数均为 . 重力加速度为g. 1 当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小；2 要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小；3 本试验中, m10.5 kg, m2 0.1 kg, 0.2 ,砝码与纸板左端的距离d0.1 m,取 g10 m/s2. 如砝码移动的距离超过L0.002 m,人眼就能感知为确保试验胜利,纸板所需的拉力至少多大？细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 5 页 - - - - - - - - - 名

8、师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载变式 2：【答案】（1） a1=3m/s 2； a2 =1m/s 2；（ 2）4s 【解析】试题分析：此题主要考查牛顿其次定律、匀变速运动规律以及多物体多过程问题；1 在 0-2s 内, A和 B 受力如下列图由滑动摩擦力公式和力的平稳条件得 : f 1 1 N 1 N 1 mg cos . f 2 2 N 2 N 2 N 1 mg cos 以沿着斜面对下为正方向,设 A 和 B 的加速度分别为,由牛顿其次定律可得：mg sin f 1 ma 1 mg s i n f 2 f 1 ma 2 联

9、立以上各式可得 a1=3m/s 2 a2 =1m/s 2 .2在 t 1=2s,设 A 和 B 的加速度分别为,就v1=a1t1=6m/s v2=a 2t1=2m/s tt1时,设 A 和 B 的加速度分别为 a ,a 此时 AB 之间摩擦力为零,同理可得：2 2a 1 6 m / s a 2 2 m / s 即 B 做匀减速,设经时间,B的速度减为零,就：v 2 a 2 t 2 0 联立可得 t2=1s .在 t 1+t 2时间内, A 相对于 B 运动的距离为1 2 1 2 1 2 1 2s a 1 t 1 v 1 t 2 a 1 t 2 a 2 t 1 v 2 t 2 a 2 t 2 1

10、2 m 27 m2 2 2 2此后 B 静止不动, A 连续在 B 上滑动,设再经时间后 t3,A 离开 B,就有1 2L s v 1 a 1 t 2 t 3 a 1 t 3 可得 ,t3=1s另一解不合题意,舍去, 2就 A 在 B上的运动时间为 t总. t 总 =t1+t 2+t3=4s 利用速度图象求解,正确的,参照上述答案及评分参考给分 变式 3：【解析】（1）从 t=0 时开头,木板与物块之间的摩擦力使物块加速,使木板减速,此过程始终连续到物块和木板具有共同速度为止；由图可知,在t 1=0.5s 时,物块和木板的速度相同；物块和木板的加速度大小分别为a1和 a2,就 第 3 页,共

11、5 页 细心整理归纳 精选学习资料 式中 v0=5m/s,v1=1m/s 分别为木板在t=0、t=t1时速度的大小； - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载设物块和木板的质量为 m,物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为 1、2,由牛顿其次定律得1mg=ma1 （1+22）mg=ma2 联立 式解得：1=0.20 2=0.30 2在 t1时刻后, 地面对木板的摩擦力阻碍木板运动,物块与木板之间的摩擦力转变方向；设物块与木板之间的

12、摩擦力大小为 f,物块和木板的加速度大小分别为 1a 和 a ,就由牛顿其次定律得变式 4：（1）砝码对纸板的摩擦力f1m g, 桌面对纸板的摩擦力f2f 1m1m 2gff 1f2解得f2m 1m 2gFf 2m a 2发生相对运动（2）设砝码的加速度为a ,纸板的加速度为a ,就f1m a 1a 2a 解得F2 m 1m 2gdx 11 22 a t 2 1纸板抽出后,砝码在（3）纸板抽出前 ,砝码运动的距离x 11a 1 t 1 2纸板运动的距离2桌面上运动的距离x212 a t 2lx 1x2 第 4 页,共 5 页 2细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -由题意知a 1a 3 ,a t1a t解得学习必备欢迎下载1dm 2g代入数据得F22.4 NF2 m 1l细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 5 页 - - - - - - - - -