2016年一輪復(fù)習(xí)物理專題專題動力學(xué)中的滑塊滑板問題

1、圖12專題專題:動力學(xué)中的滑塊動力學(xué)中的滑塊—滑板模型滑板模型1、模型特點：、模型特點：上、下疊放兩個物體，并且兩物體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對滑動上、下疊放兩個物體，并且兩物體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對滑動2、考點：、考點：“滑塊滑塊木板木板”類問題，具有涉及考點多（運(yùn)動學(xué)公式、牛頓運(yùn)動定律、功能關(guān)系等）類問題，具有涉及考點多（運(yùn)動學(xué)公式、牛頓運(yùn)動定律、功能關(guān)系等），情境豐富，設(shè)問靈活，解，情境豐富，設(shè)問靈活，解法多樣，思維量高等

2、特點，是一類選拔功能極強(qiáng)的試題，也是新課標(biāo)力學(xué)常考的試題。法多樣，思維量高等特點，是一類選拔功能極強(qiáng)的試題，也是新課標(biāo)力學(xué)常考的試題。3、解題思路：、解題思路：（1）動力學(xué)關(guān)系）動力學(xué)關(guān)系:受力分析注意摩擦的作用是相互的，靈活運(yùn)用整體法和隔離法分析，根據(jù)牛頓第二定律分別求出滑塊和受力分析注意摩擦的作用是相互的，靈活運(yùn)用整體法和隔離法分析，根據(jù)牛頓第二定律分別求出滑塊和木板的加速度；而出現(xiàn)最大加速度時往往是運(yùn)動過程出現(xiàn)臨界轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵點。木

3、板的加速度；而出現(xiàn)最大加速度時往往是運(yùn)動過程出現(xiàn)臨界轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵點。（2）運(yùn)動關(guān)系：恰好）運(yùn)動關(guān)系：恰好“滑落滑落”或“不滑落不滑落”常為找時間關(guān)系列位移方程，一般為同向運(yùn)動位移差為板長，反向運(yùn)動位移之常為找時間關(guān)系列位移方程，一般為同向運(yùn)動位移差為板長，反向運(yùn)動位移之和為板長。和為板長。（3）能量關(guān)系：相互摩擦機(jī)械能損失轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，常用能量守恒）能量關(guān)系：相互摩擦機(jī)械能損失轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，常用能量守恒△E=f△E=f滑X相對。相對。（4）區(qū)

4、分選修）區(qū)分選修3535動量守恒中的滑塊滑板動量守恒中的滑塊滑板:要滿足動量守恒必不受外力，一般無外界拉力和地面摩擦力。要滿足動量守恒必不受外力，一般無外界拉力和地面摩擦力?！镜淅淅?】1】【臨界問題臨界問題】木板木板M靜止在光滑水平面上，木板上放著一個小滑塊靜止在光滑水平面上，木板上放著一個小滑塊m，與木板之間的動摩擦因數(shù)，與木板之間的動摩擦因數(shù)μ，為了使得，為了使得m能從能從M上滑落下來，求下列兩種情況下力上滑落下來，求下列兩種情

5、況下力F的大小范圍。的大小范圍。方法歸納：是否滑動的關(guān)鍵在于是否達(dá)到最大靜摩擦，方法歸納：是否滑動的關(guān)鍵在于是否達(dá)到最大靜摩擦，關(guān)鍵在最大靜摩擦及最大加速度判斷比較關(guān)鍵在最大靜摩擦及最大加速度判斷比較【變式一變式一】圖所示，在光滑的水平地面上有一個長為圖所示，在光滑的水平地面上有一個長為L，質(zhì)量為，質(zhì)量為M=4kgM=4kg的木板的木板A，在木板的左端有一個質(zhì)量為，在木板的左端有一個質(zhì)量為m=2kgm=2kg的小物的小物體B，A、B之間

6、的動摩擦因數(shù)為之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2μ=0.2，當(dāng)對，當(dāng)對B施加水平向右的力施加水平向右的力F作用時作用時(設(shè)A、B間的最大靜摩擦力大小與滑動摩擦間的最大靜摩擦力大小與滑動摩擦力大小相等力大小相等)，（1）若）若F=5NF=5N，則，則A、B加速度分別為多大？加速度分別為多大？（2）若）若F=10NF=10N，則，則A、B加速度分別為多大？加速度分別為多大？（3）在（）在（2）的條件下，若力）的條件下，若力F作用時間作用時間t=3

7、s=3s，B剛好到達(dá)木板剛好到達(dá)木板A的右端，則木板長的右端，則木板長L應(yīng)為多少？應(yīng)為多少？【變式二變式二】【20112011理綜課標(biāo)理綜課標(biāo)I第2121題】如圖，如圖，在光滑水平面上有一質(zhì)量為在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板，其上疊放的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量為一質(zhì)量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等?，F(xiàn)給木塊施加一隨時間的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等?，F(xiàn)給木塊施加一

8、隨時間t增大的水平力增大的水平力F=ktF=kt（k是常數(shù)）是常數(shù)），木板和木塊加速度的大小分別為，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2，下列反映，下列反映a1和a2變化的圖線變化的圖線中正確的是（）中正確的是（）【典例典例2】2】【多過程問題多過程問題】【2015【2015全國課標(biāo)全國課標(biāo)IIII第2525題】下暴雨時，有時會發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。下暴雨時，有時會發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。某地有一傾角為某地有一傾角為

9、θ=37（sin37=）的山坡）的山坡C，上面有一質(zhì)量為，上面有一質(zhì)量為m的石板的石板B，其上下表面與斜坡平行；，其上下表面與斜坡平行；B53上有一碎石堆上有一碎石堆A（含有大量泥土）（含有大量泥土），A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。假設(shè)某次暴雨中，均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。假設(shè)某次暴雨中，A浸透雨水后浸透雨水后FMmmFM變式變式2：【答案答案】（1）a1=3ms2；a2=1ms2；（；（2）4s【解析解析】試題分析：試題分析：本題主

10、要考查牛頓第二定律、勻變速運(yùn)動規(guī)律以及多物體多過本題主要考查牛頓第二定律、勻變速運(yùn)動規(guī)律以及多物體多過程問題；程問題；(1)在02s內(nèi)，內(nèi)，A和B受力如圖所示受力如圖所示由滑動摩擦力公式和力的平衡條件得由滑動摩擦力公式和力的平衡條件得:……………⑴………...⑵……………⑶111Nf???cos1mgN?222Nf??……⑷?cos12mgNN??以沿著斜面向下為正方向，設(shè)以沿著斜面向下為正方向，設(shè)A和B的加速度分別為，由牛頓第二定律可

11、得：的加速度分別為，由牛頓第二定律可得：……⑸………⑹11sinmafmg???212sinmaffmg????聯(lián)立以上各式可得聯(lián)立以上各式可得a1=3ms2…………⑺a2=1ms2………………..⑻(2)在t1=2s，設(shè)，設(shè)A和B的加速度分別為，則的加速度分別為，則v1=a1t1=6ms………………⑼v2=a2t1=2ms………………⑽tt1時，設(shè)時，設(shè)A和B的加速度分別為的加速度分別為，此時此時AB之間摩擦力為零，同理可得：之間摩擦

12、力為零，同理可得：1a?2a?………⑾………⑿216sma??222sma???即B做勻減速，設(shè)經(jīng)時間，做勻減速，設(shè)經(jīng)時間，B的速度減為零，則：的速度減為零，則：……………………⒀聯(lián)立聯(lián)立⑽⑿⒀⑽⑿⒀可得可得t2=1s…………..⒁0222???tav在t1t2時間內(nèi)，時間內(nèi)，A相對于相對于B運(yùn)動的距離為運(yùn)動的距離為…⒂mmtatvtatatvtas2712)2121()2121(2222221222121211??????????此后

13、此后B靜止不動，靜止不動，A繼續(xù)在繼續(xù)在B上滑動，設(shè)再經(jīng)時間后上滑動，設(shè)再經(jīng)時間后t3，A離開離開B，則有，則有可得可得t3=1s(另一解不合題意，舍去，另一解不合題意，舍去，)231321121)(tattavsL??????則A在B上的運(yùn)動時間為上的運(yùn)動時間為t總.t總=t1t2t3=4s(利用速度圖象求解，正確的，參照上述答案及評分參考給分利用速度圖象求解，正確的，參照上述答案及評分參考給分)變式變式3：【解析解析】（1）從）從t

14、=0時開始，木板與物塊之間的摩擦力使物塊加速，使木板減速，時開始，木板與物塊之間的摩擦力使物塊加速，使木板減速，此過程一直持續(xù)到物塊和木板具有共同速度為止。此過程一直持續(xù)到物塊和木板具有共同速度為止。由圖可知，在由圖可知，在t1=0.5s時，物塊和木板的速度相同。物塊和木板的加速度大小分別為時，物塊和木板的速度相同。物塊和木板的加速度大小分別為a1和a2，則，則式中式中v0=5ms，v1=1ms分別為木板在分別為木板在t=0、t=t1時