2022年高中物理上学期期末复习十滑块木板模型问题学案新人教版.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载期末复习学案十 一、滑块木板的动力学问题 滑块木板模型作为力学的基本模型常常显现,滑块木板模型问题是对直线运动和牛顿运动定律有关学问的综合应用 着重考查同学分析问题、运用学问的才能, 这类问题无论物体的运动情形如何复杂,这类问题的解答有一个基本技巧和方法：求解时应先认真审题,清晰题目的含义,分析 清楚每一个物体的受力情形、运动情形 因题目所给的情境中至少涉及两个物体、多个运动过程,并且物体间仍存在相对运动,所以应精确求出各物体在各运动过程中的加速度 留意两过程的连接处加速度可能突变 ,找出物体之间的位移 路程 关系或速度关系是

2、解题的突破口求解中更应留意联系两个过程的纽带,每一个过 程的末速度是下一个过程的初速度【例 1】 2022 云南玉溪一中期末 质量为 m 、长为 L 的长木板静止在光滑水平面上；质量也为 m 的小滑块（可看做质点）,放在长木板的左端,如下列图；给小滑块一水平向右的拉力 F ；当 F 取不同值时求解以下问题；（重力加速度为 g ）（1）使滑块在木板上发生相对滑动,F至少为多大；（2）当F3mg时,经多长时间,力F 可使滑块滑至木板的最右端；（3）当F3mg时, F 至少作用多长时间后再撤去,最终滑块可以滑到木板的最右端；二、图像在滑块木板模型中的综合应用第一要学会识图识图就是通过“ 看” 查找规

3、律及解题的突破口为便利记忆,这里总结为六看：一看“ 轴”,二看“ 线”,三看“ 斜率”,四看“ 面”,五看“ 截距”,六看“ 特别值” ；1 “ 轴” ：纵、横轴所表示的物理量,2 “ 线” ：从线反映运动性质,3 “ 斜率” ：“ 斜率” 往往代表一个物理量4 “ 面” 即“ 面积” ：主要看纵、横轴物理量的乘积有无意义5 “ 截距” ：初始条件 . 6 “ 特别值” ：如交点、拐点；滑块木板模型中遇到带有物理图象的问题时,要认真分析图象, 先从它的物理意义、 点、线、斜率、面、截距、交点、拐点等方面明白图象给出的信息,再利用共点力平稳、牛顿运动定律及运动学公式去解题；名师归纳总结 - -

4、- - - - -第 1 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载M3.0kg 的平板小车C静止在光滑的【例 2】 （2022 重庆一中期末）如图甲所示,质量为水平面上, 在 t 0 时,两个质量均为1.0kg 的小物体 A 和 B 同时从左右两端水平冲上小车,1.0s 内它们的 v t 图象如图乙所示,（ g 取 10m/s 2）求：1 小物体 A 和 B 与平板小车之间的动摩擦因数 A、 B2 判定小车在 01.0s 内所做的运动,并说明理由？3 要使 A、B 在整个运动过程中不会相碰,车的长度至少为多少？课时训练12022 吉林期末 如下列图,质

5、量为 m的木块在质量为 M的长木板上向右滑行,木块同时受到向右的拉力 F 的作用,长木板处于静止状态；已知木块与木板间的动摩擦因数为 1 ,木板与地面间的动摩擦因数为 2 ,以下几种说法正确选项 A木板受到地面的摩擦力的大小肯定是 1mgB木板受到地面的摩擦力的大小肯定是 2（m+M）gC当 F 2（m+M）g 时,木板便会开头运动D无论怎样转变 F的大小,木板都不行能运动22022 沈阳二中期末 如下列图,小车板面上的物体质量为m=8kg,它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上,这时弹簧的弹力为6N现沿水平向左的方向对小车施2以作用力, 使小车由静止开头运动起来,运动中加速度由零逐

6、步增大到1m/s2,此后以 1m/s的加速度向左做匀加速直线运动在此过程中,以下说法正确选项（）A当小 车加速度（向左）为0.75m/s2 时,物体不受摩擦力作用名师归纳总结 B小车以 1m/s2的加速度（向左）做匀加速直线运动时,物体受到的摩擦力为8N 第 2 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载C物体受到的摩擦力先减小后增大,先向右后向左D物体与小车始终保持相对静止,弹簧对物体的作用力始终没有发生变化3 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 的左端放着小物块 A. 某时刻, A受到水平向右的外力

7、F 作用, F 随时间 t 的变化规律如图乙所示,即 F kt ,其中 k为已知常数如物体之间的滑动摩擦力 Ff 的大小等于最大静摩擦力,且 A,B 的质量相等,就以下图中可以定性地描述长木板B 运动的 vt 图象的是 4如下列图,在光滑的水平面上放着质量为 M的木板,在木板的左端有一个质量为 m的木块,在木块上施加一个水平向右的恒力 F,木块与木板由静止开头运动,经过时间 t 分别下列说法正确选项 A如仅增大木板的质量 M,就时间 t 增大名师归纳总结 B如仅增大木块的质量m,就时间 t 增大第 3 页,共 11 页C如仅增大恒力F,就时间 t 增大D如仅增大木块与木板间的动摩擦因数,就时间

8、t 增大52022 课标全国卷 如下列图,在光滑水平面上有一质量为m1 的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块假定木块和木板之间的最大静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Fkt 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 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载2m和 m,静止叠放在水平地面上A、62022 江苏卷 如下列图, A、B 两物块的质量分别为B间的动摩擦因数为 ,B 与地面间的动摩擦因数为 1 . 最大静摩擦力等于滑动摩擦力,2重力加速度为g.

9、 现对 A 施加一水平拉力F,就 A当 F2 mg 时, A、 B 都相对地面静止B当 F5 2 mg时, A 的加速度为1 3 gC当 F3 mg时, A相对 B 滑动D无论 F为何值, B 的加速度不会超过 1 g 2 7如图 1,质量为 M的长木板,静止放在粗糙的水平地面上,有一个质量为 m、可视为质点的物块, 已某一水平初速度从左端冲上木板从物块冲上木板到物块和木板都静止的过程中,物块和木板的图象分别如图 2 中的折线所示,依据图 2,（ g=10m/s 2）求：（1）m与 M 间动摩擦因数 1及 M与地面间动摩擦因数 2；（2）m与 M的质量之比；（3）从物块冲上木板到物块和木板都静

10、止的过程中,物块m、长木板 M各自对地的位移82022 沈阳二中期末 如图（ a）所示,“” 型木块放在光滑水平地面上,木块水平表面 AB粗糙, BC表面光滑且与水平面夹角为 =37 木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,当力传感器受压时,其示数为正值；当力传感器被拉时,其示数为负值一名师归纳总结 个可视为质点的滑块从C点由静止开头下滑,运动过程中, 传感器记录到的力和时间的关系第 4 页,共 11 页如图（ b）所示已知sin37 =0.6 ,cos37 =0.8 ,g 取 10m/s2求：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载12F

11、/N CAB力传感器0123/s -5图（ b）图（ a）1 斜面 BC的长度；2 木块 AB表面的摩擦因数名师归纳总结 9如下列图,薄平板A 长 L=1m,质量为 M=6kg,放在水平面上,在A上最右端处放一个质第 5 页,共 11 页量为 m=2kg 的小物体 B,已知 A与 B间的动摩擦因数为1=0.2 ,A,B两物体与桌面间的静摩擦因数均为2=0.1 最初系统静止现在对板A右端施一大小为F=36N 的水平恒力作用并开头计时,求： （取 g=10m/s2）在 t =5s 时 B 与平面 A 左端的距离x；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备

12、 欢迎下载答案精析【例 1】【答案】（1）F2mg（2）t2L（3）t14Lmag3g【解析】（1）对滑块、木板整体有：F2mamg当滑块与木板间摩擦力达最大静摩擦力时,对木板有：联立解得：F2mg（2）设滑块、木板的加速度分别为a1、a2；由牛顿运动定律得：Fmgma 1mgma2解得：a 12g,a2ug；设经 t 时间,滑块滑到木板的最右端；L 1 a 1 t 2 1 a 2 t 2解得：t 2 L2 2 g（3）设经 t1 时间撤去外力 F；撤去外力F后,滑块的加速度为 a3；mg ma 3 解得：a3 g设撤去外力 F 后,再经 t 2时间,滑块滑到木板最右端时恰好和木板有相同的速度

13、；就：a 1 t 1 a 3 t 2 a 2 t 1 t 2 解得：t 2 t 12位移关系有：L 1 a 1 t 1 2a 1 t 1 t 2 1 a 3 t 2 2 1 a 2 t 1 t 2 22 2 2解得：t 1 4 L3 g【例 2】名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【答案】（1）0.3 ；（2）小车静止； （3）7.2m 【解析】 1 由 vt 图可知, 在第 1 s 内,物体 A、B 的加速度大小相等,均为 a3.0 m/s2. 依据牛顿其次定律：f = mgma可得 A=B=0.

14、3 2 物体 A、B 所受摩擦力大小均为Ffma3.0 N ,方向相反,依据牛顿第三定律,车 C受 A、B 的摩擦力也大小相等,方向相反,合力为零,故小车静止；3 由图像可知 0-1.0s 内 A 的位移 xA=4.5m B 的位移 xB=1.5m 2B减速到零后,对 A f A= mgmaA 解得 aA=3m/s2对 B 和车 f A= mg=（M+m）aB 解得 aB=0.75m/s设经过时间 t ,达到相同速度 vv v A a t a t 解得： t =0.8s v=0.6m/s 相对位移 x v A vt vt 1.2 m 2 2A、B 之间的相对位移,即车的最小长度为：xxAxBx

15、 7.2m 课时训练1【答案】 AD 【解析】 m在 M表面上滑行,所以木块受到滑动摩擦力 1mg,方向向左,因此木板受到滑动摩擦力向右,大小也为 1mg；由于木板静止,所以地面给木板的静摩擦力大小为 1mg,方向向左, A 正确、B 错误；不管 F多大, 木板受到滑动摩擦力为 1mg,木板都不行能运动,C错误、 D正确；2【答案】 ACD 【解析】当小车加速度（向左）为 0.75m/s 2时,物体所受的合力为 6,物体不受摩擦力作用, A正确；小车以 1m/s 2的加速度（向左）做匀加速直线运动时,物体受到的合力为 8,就物体受到的摩擦力为 2N,错误； 由以上分析知, 物体受到的摩擦力先向

16、右由 6减小到零后向左增加到 2,正确；由题中条件,小车静止时,物体受到的摩擦力为 6,可知物体与小车始终保持相对静止,弹簧对物体的作用力始终没有发生变化,D正确；3【答案】 B 【解析】在A,B 相对滑动前,对A,B整体由牛顿其次定律得aFkt,故 A,B 的2 m2m加速度随时间的增大而增大,速度时间图象是一向上弯曲的曲线；A相对 B 刚好要滑动时,名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 对 B 由牛顿其次定律得aFf学习必备欢迎下载Ff；在 A相对 B 滑动后, B 的,由于kt 2 mFf,故 t 2mmk加速度

17、 aFf为一恒量,速度时间图象是一倾斜向上的直线,故B 正确m4【答案】 BD 【解析】设木块与木板间的动摩擦因数为 ,就木块的加速度 a1F mgF g,m m木板的加速度 a2mg,两者恰好分别的条件为 1 a1a2 t 2L,时间 t M 22LF m M g . 由此可知,仅增大 M或 F,时间 t 减小,仅增大 m或 ,时间 t 增大,m M选项 B, D正确5【答案】 A 【解析】当拉力F 很小时,木块和木板一起加速运动,由牛顿其次定律,对木块和木板：F m1m2 a,故 a1a2am 1Fm 2m 1km 2t；当拉力很大时,木块和木板将发生相对运动, 对木板： m2gm1a1,

18、得 a1m g,对木块： F m2g m1a2,得 a2Fm gm 1m 2k m 2t g,A 正确6【答案】 BCD 名师归纳总结 【解析】设 B 对 A的摩擦力为f1,A 对 B的摩擦力为f2,地面对 B 的摩擦力为f3,由牛顿第第 8 页,共 11 页三定律可知f1与 f2 大小相等, 方向相反, f1 和 f2 的最大值均为2 mg,f3 的最大值为3 2 mg.故当 0F3 2 mg时, A、B均保持静止；连续增大F,在肯定范畴内A、B将相对 静止以共同的加速度开头运动,设当 A、B 恰好发生相对滑动时的拉力为F ,加速度为 a ,就对 A,有 F 2 mg 2ma ,对 A、B

19、整体,有 F 3 2 mg3ma ,解得 F 3 mg,故当3 mg3 mg时, A2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 相对于 B 滑动由以上分析可知学习必备欢迎下载 mg时, A、B 以共同的加速度A 错误, C正确当 F5 2开头运动, 将 A、B 看作整体, 由牛顿其次定律有F3 2 mg 3ma,解得 ag ,B正确对 3 mg,即 B 的加速度不会超过1 g,B来说,其所受合力的最大值Fm2 mg3 2 mg1 22D正确7【答案】（1）m与 M 间动摩擦因数1及 M与地面间动摩擦因数2 分别为 0.15 ,0.05 （2）m与 M的质量之比

20、为3：2（3）从物块冲上木板到物块和木板都静止的过程中,物块 别为 44m,24mm、长木板 M各自对地的位移分【解析】（1）由图可知 ac 为 m 的速度图象 m的加速度为：a 11041.5m/s21mg=ma14依据牛顿其次定律得：所以得：1a 10.15g由图可知 cd 为二者一起减速运动的图象,其加速度为：a 34 80.5m/s22a30.05又 a3=2g,解得：g（2）对 bc 段,对 M写动力学方程：名师归纳总结 1mg 2（ mg+Mg）=Ma2s 11 246412444m第 9 页,共 11 页由 bc 图可知：a21m/s2把 1、 2 代入上式,可得：m3M2（3）

21、图象 acd 与横轴所围面积可求m对位置移为：2图象 bcd 与横轴所围面积可求M对位置移为：s M112 424m2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载8【答案】 13m 20.2 【解析】试题分析：分析滑块受力,由牛顿其次定律得：a 1gsin6m/s 2,通过图像可知滑块在斜面上运动的时间为：t11s,由运动学公式得：x1 at 223m FN1滑块对斜面的压力为：N1mgcos木块对传感器的压力为：sin由图像可知： F112N,解得： m=2.5Kg 传感器对木板的拉力F2mg5N,解得： 0.2 9【答案】在t =5s 时

22、B 与平面 A 左端的距离是54m；2 2m/s【解析】对B 而言, 1mg=ma1得：a 1g0.2 10对 A：F 1mg 2（ M+m）g=Ma2代入数据得：a 24m/s2设分别是时间是t1,就：x 112 a t 1 1；x 21a t 2 1222又： x2 x1=L 代入数据解得：t 1=1s ； x2=2m 分别时 A 的速度： vA=a2t 1=4 1m/s=4m/s 分别时 B 的速度： vB=a1t 1=2 1m/s=2m/s名师归纳总结 分别后 B 的加速度：a 3v B2mg2g2 1m/ s第 10 页,共 11 页mB减速到 0 的时间：t 22s tt14sa 3所以：x B2 v B2m 2 a 3- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 分别后 A 的加速度：a 4F2Mg学习必备欢迎下载2 5m/ sM分别后 A 的位移：x Av Att 11a 4tt 12代入数据得： xA=56m 2在 t =5s 时 B 与平面 A 左端的距离： x=xA xB=56 2=54m 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 11 页