新教材高中物理人教版必修一-精品-专题--滑块—木板模型(板块模型课件.pptx
《新教材高中物理人教版必修一-精品-专题--滑块—木板模型(板块模型课件.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《新教材高中物理人教版必修一-精品-专题--滑块—木板模型(板块模型课件.pptx(51页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、专题专题 滑块滑块木板模型木板模型 (板块模型板块模型)第四章第四章木板木块模型1、板块用力拉2、块在板上滑运动和力观点 功能观点四大问题 动量观点3、板块相向动4、弹碰情景加三大思路 突出-独立性、规律性、关联性 抓住-两个加速度两个位移三个关系 综综综综合模型合模型合模型合模型 滑块滑块滑块滑块木木木木快板模型快板模型快板模型快板模型 1.概念:概念:一个物体在另一个物体上发生相对滑动,两者之间有相对运动。问题涉及两个物体、多个过程,两物体的运动时间、速度、位移间有一定的关系。2.模型的特点:模型的特点:滑块(视为质点)置于木板上,滑块和木板均相对地面运动,且滑块和木板在摩擦力的相互作用下
2、发生相对滑动。模型特征模型特征滑块滑板模型(如图a所示),涉及两个物体间的相对滑动,题目涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热、多次相互作用等,属于多物体、多过程问题,综合性较强,对能力要求较高,频现于高考试卷中。另外,常见的子弹射击木块(如图b)、圆环在直杆上滑动(如图c)都属于滑块滑板类问题,处理方法与滑块滑板模型类似。u1.模型特点 涉及两个发生相对滑动的物体.两种位移关系 滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中 若滑块和滑板同向运动,位移之差等于板长;若滑块和滑板相向运动,位移之和等于板长.设板长为L,滑块位移x1,滑板位移x2同向运动时:相向运动时:x1x2L=x1-x2L=x1+x2x2
3、x1运动演示运动演示易错辨析思维模板思维模板解题步骤解题步骤同向运动两种类型:解决此模型的基本思路:1模型特点:模型特点:上上、下下叠叠放放两两个个物物体体,并并且且两两物物体体在在摩摩擦擦力力的的相相互互作作用用下下发发生相对滑动生相对滑动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)分分析析滑滑块块和和木木板板的的受受力力情情况况,根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律分分别别求求出滑块和木板的加速度;出滑块和木板的加速度;(2)对对滑滑块块和和木木板板进进行行运运动动情情况况分分析析,找找出出滑滑块块和和木木板板之之间间的的位位移移关关系系或或速速度度关关系系,建建立立方方程
4、程特特别别注注意意滑滑块块和和木木板板的的位移都是相对地面的位移位移都是相对地面的位移.【板块模型板块模型】3两种位移关系:(相对滑动的位移关系)滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和滑板同向运动,位移之差等于板长;反向运动时,位移之和等于板长L4.考试题型:(1)选择题:包括文字选择题与图象选择题;(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。5 5易失分点易失分点:(1)(1)不清楚滑块、滑板的受力情况,求不出各自的加速度不清楚滑块、滑板的受力情况,求不出各自的加速度(2)
5、(2)不清楚物体间发生相对滑动的条件不清楚物体间发生相对滑动的条件分析“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)三类临界问题的临界条件三类临界问题的临界条件(1 1 1 1)相互接触的两个物体将要脱离的临界条是:)相互接触的两个物体将要脱离的临界条是:)相互接触的两个物体将要脱离的临界条是:)相互接触的两个物体将要脱离的临界条
6、是:(2 2 2 2)绳子松弛)绳子松弛)绳子松弛)绳子松弛(绳子刚好拉直绳子刚好拉直绳子刚好拉直绳子刚好拉直)的临界条件是:的临界条件是:的临界条件是:的临界条件是:(3 3 3 3)存在静摩擦的连接系统,当系统外力大于最)存在静摩擦的连接系统,当系统外力大于最)存在静摩擦的连接系统,当系统外力大于最)存在静摩擦的连接系统,当系统外力大于最大静摩擦力时,物体间不一定有相对滑动,相对滑大静摩擦力时,物体间不一定有相对滑动,相对滑大静摩擦力时,物体间不一定有相对滑动,相对滑大静摩擦力时,物体间不一定有相对滑动,相对滑动与相对静止的临界条件是:动与相对静止的临界条件是:动与相对静止的临界条件是:动
7、与相对静止的临界条件是:临临界界问问题题回回顾顾相互作用的弹力为零相互作用的弹力为零相互作用的弹力为零相互作用的弹力为零绳中拉力为零绳中拉力为零绳中拉力为零绳中拉力为零静摩擦力达最大值静摩擦力达最大值静摩擦力达最大值静摩擦力达最大值 类型类型1:1:地而光滑,木板受外力地而光滑,木板受外力 物理条件物理条件:如图1所示,滑块A的质量为m,木板B的质量为M,滑块与木板之间的动摩擦因数为u,地面光滑。力F作用在木板B上。初状态初状态:A与B的初速度均为0 问题问题:对力F的大小进行分类讨论,并说明滑块和木板的运动过程。分析思路分析思路:对外力F进行分类讨论,关键是找出力F使滑块A和木板B产生相对滑
8、动时的临界值,求出临界加速度。分析方法分析方法:分类讨论,整体法与隔离法 分析结果分析结果:若0F(M+m)ug,滑块与木板一起做匀加速直线运动;若F(M+m)ug,滑块与木板发生了相对滑动,它们分别做匀加速直线运动,且a1a2,a2=ug 分析过程分析过程:在水平方向对木板受力分析,f(方向向左),F(方向向右),对滑块受力分析,f(方向向右)。分别对木板和物块列牛顿第二定律F-f=Ma1,f=ma2,当f为静摩擦力时,木板和物块相对静止,加速度相同,设共同的加速度为a,由整体法得F=(M+m)a。又因为0ffmax,而fmax=umg,由f=ma2得0aug,此时0F(M+m)ug。当f为
9、滑动摩擦力时,物块和木板的加速度不同,且a1a2,a2=ug,此时F(M+m)ug.【五大基本类型五大基本类型】【变式练习】(多选)2017福建上杭一中检测 如图甲所示,足够长的木板B静置于光滑水平面上,其上放置小滑块A.木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出木板B的加速度a,得到如图乙所示的a-F图像,已知g取10 m/s2,则()A.木板B的质量为1 kgB.滑块A的质量为4 kgC.当F=10 N时木板B的加速度为4 m/s2D.滑块A与木板B间动摩擦因数为0.1例题例题1-2:如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的
10、轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是mg.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m的最大拉力为()A.3mg/5B.3mg/4C.3mg/2D.3mg分别对整体右端一组及个体受力分析,运用牛顿第二定律,由整体法、隔离法可得F=6maF-mg=2mamg-T=ma由联立可得T=3mg/4,所以B正确.【变式练习1】粗糙水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连.木块间的动摩擦因数均为,木块与水平面间的动摩擦因数相同,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块一起匀速前进.
11、则需要满足的条件是()A.木块与水平面间的动摩擦因数最大为/3B.木块与水平面间的动摩擦因数最大为2/3C.水平拉力F最大为3mgD.水平拉力F最大为6mgA、B、设左侧2m与m之间的摩擦力为f1,右侧摩擦力为f2,对左侧两物体:绳子的拉力T=3mg,对右上的m刚要滑动时,静摩擦力达到最大值,T=fm=mg联立上两式得:动摩擦因数最大为/3故A正确,B错误C、D、左边两物体分析则有:水平拉力F最大为T=2mg故C错误,D错误故选:A【变式练习2】如图所示,在倾角为30的光滑斜面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是fm.现用平
12、行于斜面的拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块以同一加速度沿斜面向下运动,则拉力F的最大值是()解析 C当下面的质量为2m的木块所受摩擦力达到最大时,拉力F达到最大.将4个木块看成整体,由牛顿第二定律得F+6mgsin 30=6ma,将2个质量为m的木块及上面的质量为2m的木块看作整体,由牛顿第二定律得fm+4mgsin 30=4ma,联立解得F=3/2fm,故选项C正确.类型类型2:地而光滑,滑块受外力地而光滑,滑块受外力 物理条件物理条件:如图3所示,滑块A的质量为m,木板B的质量为M,滑块与木板之间的动摩擦因数为u,地而光滑。力作用在滑块A上。初状态初状态:A与B的初速度均为0
13、问题问题:对力F的大小进行分类讨论,并说明滑块和木板的运动过程。分析思路分析思路:对外力F进行分类讨论,关键是找出力F使滑块A和木板B产生相对滑动时的临界值,求出临界加速度。分析方法:分类讨论,整体法与隔离法。分析过程:在水平方向对滑块受力分析f(方向向左),F(方向向右),对木板受力分析f方向向左),分别对滑块和木板列牛顿第二定律F-f=Ma1,f=ma2。当f为静摩擦力时,木板和物块相对静止,加速度相同,设共同的加速度为a,由整体法得F=(M+m)a。又因为0ffmax,而fmax=umg,由f=Ma,0uumg/M,此时0F(M+m)umg/M。当f为滑动摩擦力时,物块和木板的加速度不同
14、,且a1a2,a2=umg/M,此时F(M+m)umg/M 分析结果分析结果:若0(M+m)umg/M滑块与木板发生了相对滑动,它们分别做匀加速直线运动,且a1a2,a2=umg/M例题例题2-2:如图所示,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。下列反映a1和a2变化的图线中正确的是(如下图所示)()思考:v-t图如何?例题例题2-3:(2018北京西城区模拟)在光滑水平面上放置两长度相同、质量分别为m1和m2的木板P
15、、Q,在木板的左端各有一大小、形状、质量完全相同的物块a和b,木板和物块均处于静止状态现对物块a和b分别施加水平恒力F1和F2,使它们向右运动当物块与木板分离时,P、Q的速度分别为v1、v2,物块a、b相对地面的位移分别为s1、s2.已知两物块与木板间的动摩擦因数相同,下列判断正确的是()A若F1F2、m1m2,则v1v2、s1s2B若F1F2、m1v2、s1s2C若F1v2、s1s2D若F1F2、m1m2,则v1s2 例题例题2-4:如图Z3-1甲所示,质量为M=4 kg、足够长的木板静止在光滑的水平面上,在木板的中点放一个质量m=4 kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板之间的动摩擦因数为=
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 新教材 高中物理 人教版 必修 精品 专题 木板 模型 板块 课件
限制150内