2016年高三物理滑块滑板问题整理

2016年高三物理滑块滑板问题整理第一页，共25页。滑块—滑板模型力与直线运动第二页，共25页。“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，思维量大等特点，是新课标力学常考的试题，也是一类选拔功能极强的试题。考情分析:第三页，共25页。（2011G-21）如图，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F=kt（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（）第四页，共25页。（2013G2-25）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-时间图像如图所示。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=10m/s2，求：⑴物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；⑵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。

第五页，共25页。（2015G1-25）一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图(a)所示。t=0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的v–t图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2．求：(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因

数μ2；(2)木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离。第六页，共25页。（2015G2-25）下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害．某地有一倾角为θ=37°（sin37°=）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；B上有一碎石堆A（含有大量泥土），A和B均处于静止状态，如图所示．假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为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μ1减小为，B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5，A、B开始运动，此时刻为计时起点；在第2s末，B的上表面突然变为光滑，μ2保持不变．已知A开始运动时，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/s2．求：（1）在0～2s时间内A和B加速度的大小（2）A在B上总的运动时间．第七页，共25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（可能）发生相对滑动．2．解此类题的基本思路：（1）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）对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板

之间的位移关系或速度关系，建立方程．第八页，共25页。学习目标:1、掌握滑块—滑板类问题的主要题型及特点。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。第九页，共25页。课前作业：质量为m=1.0kg的小滑块（可视为质点）放在质量为M=3.0kg的长木板的右端，木板上表面光滑，木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2，木板长L=1.0m．开始时两者都处于静止状态，现对木板施加水平向右的恒力F=12N，如图所示，经一段时间后撤去F.为使小滑块不掉下木板，试求：用水平恒力F作用的最长时间．（g取10m/s2）s1s2第十页，共25页。第十一页，共25页。例：质量M=3kg的长木板放在光滑的水平面上，在水平恒力F=11N作用下由静止开始向右运动．如图所示，当速度达到1m/s2时将质量m=4kg的物块轻轻放到本板的右端．已知物块与木板间摩擦因数μ=0.2，物块可视为质点．（g=10m/s2）．求：（1）物块刚放置木板上时,物块和木板加速度分别多大？（2）木板至少多长物块才能与木板最终保持相对静止？第十二页，共25页。第十三页，共25页。总结：滑块—滑板类问题是牛顿运动定律与运动学等知识的综合应用，考查学生分析问题、运用知识的能力。求解时应先仔细审题，清楚题目的含义、分析清楚每一个物体的受力情况、运动情况。

因题目所给的情境中至少涉及两个物体、多个运动过程，并且物体间还（可能）存在相对运动，所以应准确求出各物体在各运动过程的加速度（注意两过程的连接处加速度可能突变），找出物体之间的位移关系或速度关系是解题的突破口。求解中更应注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。第十四页，共25页。拓展：一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图(a)所示。t=0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的v–t图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍，g取10m/s2．求：(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦

因数μ2；(2)前两秒小物块在木板上滑行的距离；(3)木板的最小长度。第十五页，共25页。第十六页，共25页。第十七页，共25页。第十八页，共25页。第十九页，共25页。第二十页，共25页。

分析“滑块—滑板模型”问题的技巧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：第二十一页，共25页。思考：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μ，为了使m与M能发生相对运动，求下列情况下力F的大小范围。FMmmFM第二十二页，共25页。方法指导：一、使滑块与滑板间发生相对滑动的临界力的计算方法1.动力学方法：

先用隔离法运用牛顿第二定律求出不受外力F作用的那个物体的最大加速度，然后再用整体法运用牛顿第二定律求出外力F的大小数值，这个值就是临界值。

滑块与滑板间不发生相对滑动时的外力应小于或等于这个数值，而滑块与滑板间发生相对滑动时的外力应大于这个数值。第二十三页，共25页。解析（1）m与M刚要发生相对滑动的临界条件：①要滑动：m与M间的静摩擦力达到最大静摩擦力；②未滑动：此时m与M加速度仍相