《“滑塊+木板”模型》專題復(fù)習(xí)的素材選擇與應(yīng)用

1、?“滑塊+木板模型?專題 永安一中 吳慶堂一專題復(fù)習(xí)素材選擇的理由1、知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀“三維目標(biāo)是新課程的“獨(dú)創(chuàng)，是新課程推進(jìn)素質(zhì)教育的根本表達(dá)，是新課程標(biāo)準(zhǔn)異于原教學(xué)大綱的關(guān)鍵點(diǎn)，也是這次課程改革的精髓，表現(xiàn)了改革所承當(dāng)著的“新期待。 2、新課程高考物理試題給我們的啟示：引導(dǎo)教學(xué)重視物理過(guò)程的分析和學(xué)生綜合解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)對(duì)考生“運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力的考查，并且把滲透和關(guān)注學(xué)生的情感、態(tài)度、價(jià)值觀納入到了考查目標(biāo)中。命題堅(jiān)持能力立意、問(wèn)題立意。主干、重點(diǎn)知識(shí)重點(diǎn)考。3、在高中物理總復(fù)習(xí)中經(jīng)常會(huì)遇到一個(gè)滑塊在一個(gè)木板上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，我們稱為“滑

2、塊+木板模型問(wèn)題。由于兩個(gè)物體間存在相互作用力，相互影響，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，致使一些同學(xué)對(duì)此類問(wèn)題感到迷惑。此類問(wèn)題曾是舊教材考試中熱點(diǎn)問(wèn)題，在我省實(shí)施的新課程高考中，由于高中物理33和35系選考內(nèi)容，系統(tǒng)不受外力所遵循的動(dòng)量守恒的情況在高考必考內(nèi)容中一般會(huì)回避，因此，這類問(wèn)題近些年在我省有些被冷落、受無(wú)視。但千萬(wàn)記住有受外力情況下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)依然是動(dòng)力學(xué)的重要模型之一。二專題復(fù)習(xí)素材的編制為了提高訓(xùn)練的有效性，針對(duì)高考題目類型，選用題組進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，我們可以將訓(xùn)練試題分為“典例導(dǎo)學(xué)、“變式訓(xùn)練和“強(qiáng)化闖關(guān)三局部?！暗淅龑?dǎo)學(xué)和“變式訓(xùn)練主要起方法引領(lǐng)的作用，適用于課堂教學(xué)，試題以典型性、層次梯

3、度清楚的根底題、中檔題為主，訓(xùn)練解題思路，指導(dǎo)解題方法，標(biāo)準(zhǔn)解題過(guò)程，培養(yǎng)解題能力?！皬?qiáng)化闖關(guān)供學(xué)生課外進(jìn)行綜合訓(xùn)練，一般采用各地質(zhì)檢和歷屆高考經(jīng)典試題，試題綜合性較強(qiáng)，其主要目的是讓學(xué)生把所掌握的解題方法和技巧應(yīng)用于具體的問(wèn)題情境中，不僅練習(xí)考點(diǎn)穩(wěn)定的高考題型，還練習(xí)可能的符合時(shí)代氣息的創(chuàng)新題型、拓展題型，特別是那些能夠很好地表達(dá)高考改革最新精神和學(xué)科思想方法如對(duì)圖象、圖表的理解應(yīng)用和提取有效信息能力的試題，讓學(xué)生實(shí)戰(zhàn)演練，提前進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)狀態(tài)，提早體驗(yàn)高考，揭去高考神秘的面紗，努力提高學(xué)生嫻熟的技能技巧和敏捷的思維方式，使學(xué)生樹(shù)立高考必勝的信心。多角度、多層面剖析重點(diǎn)難點(diǎn)，通過(guò)題組輻射形成點(diǎn)帶

4、線，線連網(wǎng)，對(duì)考點(diǎn)要求有更深層次的理解與把握。下面試列舉本專題復(fù)習(xí)中編制的三局部題型例如以供參考：1、動(dòng)力學(xué)問(wèn)題【例1】如圖，A是小木塊，B是木板，A和B都靜止在地面上。A在B的右端，從某一時(shí)刻起，B受到一個(gè)水平向右的恒力F作用。AB之間的摩擦因數(shù)為，B與地面間的摩擦因數(shù)為，板的長(zhǎng)度L，假設(shè)最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等，試分析A、B各種可能的運(yùn)動(dòng)情況及AB間、B與地面間的摩擦力?！舅悸伏c(diǎn)撥】此題涉及兩個(gè)臨界問(wèn)題：一、B是否相對(duì)地面滑動(dòng)，這里先要弄清只有B相對(duì)地面滑動(dòng)，B 與A之間才有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)，B 與A之間才存在摩擦。所以，B是否相對(duì)地面滑動(dòng)的臨界條件：F=2m1+m2g；二、A是

5、否相對(duì)B滑動(dòng)，這里先需要明確A是靠B對(duì)它的摩擦力來(lái)帶動(dòng)的。由題設(shè)知最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等，A受到的摩擦力，因而A的加速度。A、B間滑動(dòng)與否的臨界條件為A、B的加速度相等，即，亦即?！咀兪接?xùn)練1】如圖，A是小木塊，B是木板，A和B都靜止在地面上。A在B的左端，從某一時(shí)刻起，A受到一個(gè)水平向右的恒力F作用開(kāi)。AB之間的摩擦因數(shù)為，B與地面間的摩擦因數(shù)為，板的長(zhǎng)度L，假設(shè)最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等，試分析A、B各種可能的運(yùn)動(dòng)情況及AB間、B與地面間的摩擦力。mMF【例2】如下圖，質(zhì)量M=4kg的木板長(zhǎng)L=1.4m，靜止在光滑的水平地面上，其水平頂面右端靜置一個(gè)質(zhì)量m=1kg的小滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)

6、，小滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4。今用水平力F=28N向右拉木板，使滑塊能從木板上掉下來(lái)，求此力作用的最短時(shí)間。g=10m/s2【思路點(diǎn)撥】與例1相比擬，此題可以看成是例1中的一種特殊情況：即2=0，1=，F(xiàn)m1+m2g的情形，只要力F作用在長(zhǎng)木板上足夠長(zhǎng)時(shí)間存在最小值后撤去，小滑塊必定能從長(zhǎng)木板右端滑離?？梢杂脛?dòng)力學(xué)觀點(diǎn)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，也可以用動(dòng)量能量觀點(diǎn)求解。mMF【變式訓(xùn)練2】如下圖，質(zhì)量M=10kg的木板長(zhǎng)L=1m，靜止在光滑的水平地面上，其水平頂面左端靜置一個(gè)質(zhì)量m=4kg的小滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，小滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25。今用水平力F向右拉滑塊，使滑塊能在2

7、s內(nèi)移到木板右端，那么此力至少應(yīng)為多大？g=10m/s2【例3】如圖甲所示，木板A、B疊放在水平地面上，它們的右端相平，木板B長(zhǎng)1m，質(zhì)量為m，木板A長(zhǎng)2m，質(zhì)量為2m。B與A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是A與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)的4倍?，F(xiàn)使木板A突然獲得一水平向右的初速度v0，最后A、B左端相平，形成圖乙所示的狀態(tài)停止在地面上，全過(guò)程歷時(shí)2s，求v0的大小。g=10m/s2BA甲LASASB乙LB【思路點(diǎn)撥】此題也是一道多過(guò)程的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。采用分解法分析復(fù)雜的物理過(guò)程，對(duì)各物體正確受力分析，畫(huà)好運(yùn)動(dòng)示意圖，建立清晰的物理情景，并從幾何關(guān)系尋找物體之間的相互聯(lián)系，甚至輔以vt圖像，仍是解決此題的重要手段。與

8、例2相似，可以用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，也可以用動(dòng)量能量觀點(diǎn)求解?！咀兪接?xùn)練3】如圖，質(zhì)量為m1木塊A可視為質(zhì)點(diǎn)以一定的初速度滑上原來(lái)靜止在地面上的質(zhì)量為m2的木板B。AB之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，板的長(zhǎng)度L，試分析A、B可能的運(yùn)動(dòng)情況。2、能量問(wèn)題：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。不同的力做的功量度的是不同形式的能量轉(zhuǎn)化。本專題涉及的功能關(guān)系主要有：1所有外力做的總功等于物體的動(dòng)能增量即動(dòng)能定理，表達(dá)式為W總=Ek。2重力做功的特點(diǎn)是與物體的移動(dòng)路徑無(wú)關(guān)，只取決于物體始末位置的高度差，即WG=mgh；重力做的功量度的是重力勢(shì)能的變化或彈性力遵循胡克定律的彈力做的功量度

9、的是彈性勢(shì)能的變化，表達(dá)式為WG=Ep或WT=Ep?？梢?jiàn)，3只有重力做功時(shí)，一定是物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化，但系統(tǒng)機(jī)械能的總量保持不變；同理，只有彈性力做功時(shí)，一定是物體的動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化，但系統(tǒng)機(jī)械能的總量也保持不變。所以，重力或彈性力做功并不會(huì)改變系統(tǒng)的機(jī)械能。換句話說(shuō)，除重力和彈性力以外的其他力不做功或做的功代數(shù)和為零，系統(tǒng)的機(jī)械能總量保持不變，這就是機(jī)械能守恒定律。4除重力和彈性力以外的其他力做的功量度的是系統(tǒng)的機(jī)械能的變化，表達(dá)式為W其=E。5一個(gè)靜摩擦力或一個(gè)滑動(dòng)摩擦力均可以做正功、不做功和做負(fù)功請(qǐng)同學(xué)們自行舉例說(shuō)明，下同，且它們所做的功與移動(dòng)的路徑有關(guān)。但一對(duì)相

10、互作用的靜摩擦力做功的代數(shù)和總為零，因?yàn)樽饔昧εc反作用力總是同時(shí)存在、等大反向，而且靜摩擦力總是發(fā)生在相對(duì)靜止的兩物體接觸面之間，要么兩物體對(duì)地都靜止，這一對(duì)相互作用的靜摩擦力都不做功，總功為零；要么兩物體對(duì)地在摩擦力的方向上有相同的分位移，這一對(duì)相互作用的靜摩擦力其中一個(gè)做正功，另一個(gè)必做等值的負(fù)功，總功也為零。所以，靜摩擦力做功的結(jié)果只能使機(jī)械能在相互作用的兩物體之間發(fā)生傳遞，但不會(huì)改變系統(tǒng)的機(jī)械能總量。而一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和總為負(fù)值，共有三種可能情況，第一種可能是一個(gè)滑動(dòng)摩擦力不做功，它的反作用力卻做負(fù)功；第二種可能是一個(gè)滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功，它的反作用力也做負(fù)功；第三種可能

11、是相對(duì)滑動(dòng)的兩個(gè)物體對(duì)地朝同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，一個(gè)滑動(dòng)摩擦力對(duì)落后者做正功，它的反作用力對(duì)超前者做更多的負(fù)功。所以，滑動(dòng)摩擦力做功的結(jié)果總是要使相互作用的兩物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能總量減少，一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和的絕對(duì)值量度的就是因摩擦所產(chǎn)生的內(nèi)能，即Q=f相S，式中S表示物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的路程。不過(guò)，無(wú)論是什么力做功，是哪些形式的能量在相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能是否守恒，各種形式的能量總和不變，這就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律?！纠?】如下圖，質(zhì)量為m=1kg的滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)放在質(zhì)量為M=2kg的長(zhǎng)木板左端，木板放在粗糙水平面上，滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1=0.1，木板與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2=0

12、.2，木板長(zhǎng)為L(zhǎng)150cm，開(kāi)始時(shí)兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài)。1現(xiàn)用水平向左的恒力F拉木板的左端，要使木板從小滑塊下面抽出，F(xiàn)必須滿足什么條件？2假設(shè)F=10N，那么從開(kāi)始到剛好把木板抽出的過(guò)程中，摩擦力對(duì)滑塊做了多少功？F對(duì)木板做了多少功？ 【思路點(diǎn)撥】1如果有拉力F作用，WF將消耗的其他形式的能量轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動(dòng)能和克服系統(tǒng)的摩擦力做功產(chǎn)生熱量，即WF=EK + Q， Q=f相S2如果沒(méi)有拉力F作用，滑塊或木板的初動(dòng)能轉(zhuǎn)換為克服系統(tǒng)的摩擦力做功產(chǎn)生的熱量，最終將停下來(lái)。W合=EK Q=f相S【變式訓(xùn)練4】如下圖，質(zhì)量m=1kg的小物塊放在一質(zhì)量為M=4kg的足夠長(zhǎng)的木板右端，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)

13、=0.2，木板與水平面間的摩擦不計(jì)。物塊用勁度系數(shù)k=25N/m的彈簧拴住，彈簧的另一端固定。開(kāi)始時(shí)整個(gè)裝置靜止，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)。現(xiàn)對(duì)木板施以12N的水平向右恒力最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力，g=10m/s2。求：1開(kāi)始施力的瞬間小物塊的加速度；2物塊到達(dá)最大速度時(shí)離出發(fā)點(diǎn)多遠(yuǎn)？3假設(shè)彈簧第一次拉伸最長(zhǎng)時(shí)木板的速度為1.5m/s，那么從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到彈簧第一次到達(dá)最長(zhǎng)損失的機(jī)械能是多少？強(qiáng)化闖關(guān)：1. 如下圖，一足夠長(zhǎng)的木板靜止在光滑水平面上，一物塊靜止在木板上，木板和物塊間有摩擦?，F(xiàn)用水平力向右拉木板，當(dāng)物塊相對(duì)木板滑動(dòng)了一段距離但仍有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，撤掉拉力，此后木板和物塊相對(duì)于水平面的運(yùn)動(dòng)

14、情況為 A. 物塊先向左運(yùn)動(dòng)，再向右運(yùn)動(dòng)B. 物塊向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸增大，直到做勻速運(yùn)動(dòng)C. 木板向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸變小，直到做勻速運(yùn)動(dòng)D. 木板和物塊的速度都逐漸變小，直到為零2.如圖，質(zhì)量為m1木塊A可視為質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)量為m2的木板B都靜止在地面上，A在B的右端。從某一時(shí)刻起，B受到一個(gè)水平向右的瞬間打擊力而獲得了一個(gè)向右運(yùn)動(dòng)的初速度。AB之間的摩擦因數(shù)為，B與地面間的摩擦因數(shù)為，板的長(zhǎng)度L，試分析A、B可能的運(yùn)動(dòng)情況。3.如下圖，質(zhì)量M = 8kg的小車(chē)放在水平光滑的平面上，在小車(chē)左端加一水平恒力F，F(xiàn) = 8N，當(dāng)小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)的速度到達(dá)1.5m/s時(shí)，在小車(chē)前端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì)，質(zhì)量

15、為m = 2kg的小物塊，物塊與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù) = 0.2，小車(chē)足夠長(zhǎng)求從小物塊放上小車(chē)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)t = 1.5s小物塊通過(guò)的位移大小為多少？取g = 10m/s24(2004全國(guó)卷)一小圓盤(pán)靜止在桌布上，位于一方桌的水平桌面中央。桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖。盤(pán)與桌布間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，盤(pán)與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2。現(xiàn)突然以恒定的加速度 a 將桌布抽離桌面，加速度的方向水平且垂直于AB邊。假設(shè)圓盤(pán)最后未從桌面掉下，那么加速度 a 滿足的條件是什么？以g表示重力加速度5如圖為某生產(chǎn)流水線工作原理示意圖。足夠長(zhǎng)的工作平臺(tái)上有一小孔A，一定長(zhǎng)度的操作板厚度可忽略不計(jì)靜止于小孔的左側(cè)，某時(shí)刻開(kāi)

16、始，零件可視為質(zhì)點(diǎn)被無(wú)初速度地放上操作板中點(diǎn)，同時(shí)操作板在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)直至運(yùn)動(dòng)到A孔的右側(cè)忽略小孔對(duì)操作板運(yùn)動(dòng)的影響，最終零件運(yùn)動(dòng)到A孔時(shí)速度恰好為零，并由A孔下落進(jìn)入下一道工序。零件與操作板間的動(dòng)摩擦因素，與工作臺(tái)間的動(dòng)摩擦因素，操作板與工作臺(tái)間的動(dòng)摩擦因素。試問(wèn)：1電動(dòng)機(jī)對(duì)操作板所施加的力是恒力還是變力只要答復(fù)是“變力或“恒力即可？2操作板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a的大小為多少？3假設(shè)操作板長(zhǎng)L2m，質(zhì)量M3kg，零件質(zhì)量m0.5kg，重力加速度取g=10m/s2，那么操作板從A孔左側(cè)完全運(yùn)動(dòng)到右側(cè)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)至少做多少功？6(2021福建卷)如下圖，物體A放在足夠長(zhǎng)

17、的木板B上，木板B靜置于水平面。T=0時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)水平細(xì)繩以恒力F拉木板B，使它做初速度為零、加速度aB=1.0m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。A的質(zhì)量mA和B的質(zhì)量mB均為2.0kg，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.05，B與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.1，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力視為相等，重力加速度g取10m/s2。求：1物體A剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度aA；2t=1.0s時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率P；3假設(shè)t=1.0s時(shí)，將電動(dòng)機(jī)的輸出功率立即調(diào)整為P/=5W，并在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持這一功率不變，t=3.8s時(shí)物體A的速度為1.2 m/s。那么在t=1.0s到t=3.8s這段時(shí)間內(nèi)木板B的位移為多少？

18、7圖1中，質(zhì)量為m的物塊疊放在質(zhì)量為2m的足夠長(zhǎng)的木板上方右側(cè)，木板放在光滑的水平地面上，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。在木板上施加一水平向右的拉力F，在03s內(nèi)F的變化如圖2所示，圖中F以mg為單位，重力加速度g=10m/s2.整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)始時(shí)靜止。1求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物塊的速度；2在同一坐標(biāo)系中畫(huà)出03s內(nèi)木板和物塊的vt圖象，據(jù)此求03s內(nèi)物塊相對(duì)于木板滑過(guò)的距離。8如下圖，絕緣長(zhǎng)方體B置于水平面上，兩端固定一對(duì)平行帶電極板，極扳間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)E，長(zhǎng)方體B的上外表光滑，下外表與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.05設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相同，B與極板的總質(zhì)量

19、mB=1.0kg帶正電的小滑塊A質(zhì)量mA=0.6kg，其受到的電場(chǎng)力大小F=1.2N假設(shè)A所帶的電量不影響極板間的電場(chǎng)分布t=0時(shí)刻，小滑塊A從B外表上的a點(diǎn)以相對(duì)地面的速度vA=1.6m/s向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，B連同極板以相對(duì)地面的速度vB=0.40m/s向右運(yùn)動(dòng)問(wèn)(g取10m/s2)1A和B剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小分別為多少?2假設(shè)A最遠(yuǎn)能到達(dá)b點(diǎn)，a、b的距離L應(yīng)為多少？從t=0時(shí)刻到A運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)，摩擦力對(duì)B做的功為多少？【歸納總結(jié)】本專題涉及的根本問(wèn)題：判斷滑塊與木板間是否相對(duì)運(yùn)動(dòng)、能否別離、離開(kāi)速度大小、對(duì)地位移、摩擦生熱等等；根本道具：水平面光滑或粗糙、木板和滑塊分有無(wú)初速度或水平方

20、向受不受外力幾種情形；根本方法和思路：采用分解法分析復(fù)雜的物理過(guò)程，降低難度，幫助理解。分析各階段物體的受力情況，明確誰(shuí)帶誰(shuí)、靠什么摩擦來(lái)帶、是否帶動(dòng)、是否打滑，并確定各物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)由合外力和初速度共同決定，即動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)；畫(huà)好受力分析、運(yùn)動(dòng)示意圖，建立清晰的物理情景，并從幾何關(guān)系尋找物體之間的相互聯(lián)系，甚至輔以vt圖像，都是解決此類問(wèn)題的重要手段。也可以結(jié)合動(dòng)量能量觀點(diǎn)求解。整體法與隔離法相結(jié)合，利用接觸面間的靜摩擦力存在最大值近似等于滑動(dòng)摩擦力這個(gè)臨界條件來(lái)分析判定是否出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)；然后利用動(dòng)力學(xué)規(guī)律和能量觀點(diǎn)求出相關(guān)的待求量。三素材應(yīng)用效果及啟示1、【效果】本專題復(fù)習(xí)傳承了第一輪復(fù)習(xí)的精

21、髓，較準(zhǔn)確地反映了學(xué)生開(kāi)展、社會(huì)開(kāi)展和學(xué)科開(kāi)展對(duì)高考的具體要求。遵循培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，進(jìn)一步提高他們的科學(xué)素養(yǎng)的原那么，以常見(jiàn)物理模型為載體，抓住知識(shí)的縱橫聯(lián)系，加深對(duì)雙基知識(shí)的理解，提高解題能力；還可以將整個(gè)模型置于電磁場(chǎng)中，溶入電磁場(chǎng)的根本知識(shí)和規(guī)律，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，提高學(xué)科內(nèi)綜合的能力；通過(guò)本專題復(fù)習(xí)，突出主干知識(shí)，使掌握的知識(shí)得以延伸和拓展；通過(guò)專項(xiàng)訓(xùn)練強(qiáng)化思維的縝密性和解題的標(biāo)準(zhǔn)性，帶給學(xué)生的不僅僅是方法、思想、知識(shí)、美感，最重要的是先進(jìn)的理念與超前的意識(shí)，對(duì)高考脈動(dòng)的準(zhǔn)確把握，對(duì)教改方向的正確領(lǐng)悟。2、【啟示】劃分專題的方式不僅可以：第一，按教材內(nèi)容設(shè)計(jì)專題。專題設(shè)計(jì)要盡

22、量精簡(jiǎn)，突出主干知識(shí)，滲透學(xué)科的根本思想和方法。各局部知識(shí)間互相交錯(cuò)，形成有機(jī)的知識(shí)體系。縱橫結(jié)合，互相聯(lián)系。第二，按試題類型設(shè)計(jì)專題。選擇題、實(shí)驗(yàn)題、材料題、計(jì)算綜合題等，說(shuō)明各類題型特點(diǎn)，進(jìn)行解題方法指導(dǎo)。第三，按錯(cuò)誤情況設(shè)計(jì)專題：知識(shí)錯(cuò)誤和缺漏；審題錯(cuò)誤，解題方法不當(dāng)，表述不當(dāng)，解題格式不夠標(biāo)準(zhǔn)，等等。第四，按常見(jiàn)的模型設(shè)計(jì)專題：如物理學(xué)科中傳送帶傳送問(wèn)題、彈簧類問(wèn)題、“滑塊+木板模型問(wèn)題、帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題、“棒+導(dǎo)軌的電磁感應(yīng)力電綜合問(wèn)題等等。而以常見(jiàn)的模型設(shè)計(jì)專題，更能以物理模型為載體，抓住知識(shí)的縱橫聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，提高學(xué)科內(nèi)綜合能力?！緟⒖冀獯稹俊纠?】【分析與解答

23、】綜上分析可知，可能出現(xiàn)以下三種情況：當(dāng)0F2m1+m2g時(shí)，A、B均靜止不動(dòng)，AB之間摩擦力為=0；當(dāng)2m1+m2gF1+2m1+m2g時(shí)，A、B一起向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，共同加速度為，0a1g。AB之間靜摩擦力大小為=m1a， 01m1g。當(dāng)F1+2m1+m2g時(shí)，AB之間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，AB之間滑動(dòng)摩擦力大小為=1m1g。對(duì)A有：1m1g= m1aA 得aA=1g 對(duì)B有：F2m1+m2g1m1g= m2aB 得aA=1g可見(jiàn)，欲使B從A下方抽出來(lái)，加在B上的水平恒力最小值應(yīng)為1+2m1+m2g。在滿足這個(gè)條件的前提下，設(shè)A在B上滑動(dòng)的時(shí)間是t，如下圖，它們的位移關(guān)系是即，由此可以計(jì)算出時(shí)

24、間t?！咀兪接?xùn)練1】【思路點(diǎn)撥】此題雖然也涉及兩個(gè)臨界問(wèn)題：一、B是否相對(duì)地面滑動(dòng)；二、A是否相對(duì)B滑動(dòng)。但這里首先需要明確B是靠A對(duì)它的摩擦力來(lái)帶動(dòng)的。由題設(shè)知最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等，只要1m1g2m1+m2g，無(wú)論F多大，A是否相對(duì)B滑動(dòng)，B均相對(duì)地面靜止不動(dòng)。換句話說(shuō)，只有1m1g2m1+m2g時(shí)，A才有可能把B帶動(dòng)。所以，B是否相對(duì)地面滑動(dòng)的臨界條件是：F=1m1g=2m1+m2g；而A、B間滑動(dòng)與否的臨界條件為：，即。【解答】綜上分析，此題可能出現(xiàn)五種情況：當(dāng)1m1g2m1+m2g時(shí)，無(wú)論F多大，B均相對(duì)地面靜止不動(dòng)。.如果0F1m1g，那么A也靜止不動(dòng)，AB之間靜摩擦力大小等

25、于B地之間靜摩擦力大小=F；.如果F1m1g，那么A在B上做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為，AB之間滑動(dòng)摩擦力大小等于B地之間靜摩擦力大小=1m1g。當(dāng)1m1g2m1+m2g時(shí)，A、B受力如下圖.如果0F2m1+m2g，A、B均靜止不動(dòng)，AB之間靜摩擦力大小等于B地之間靜摩擦力大小=F；.如果2m1+m2gF，A、B一起向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，共同加速度為。0a，AB之間靜摩擦力大小為=2m1+m2g+m2a1m1g；B地之間滑動(dòng)摩擦力大小=2m1+m2g；. 如果F，AB之間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即最常見(jiàn)的“A、B一起滑，速度不一樣，A最終將會(huì)從B上滑落下來(lái)。AB之間滑動(dòng)摩擦力大小為=1m1g；B地之間滑動(dòng)摩擦

26、力大小=2m1+m2g；對(duì)A有：F1m1g= m1aA 得 ，對(duì)B有：1m1g2m1+m2g= m2aB 得aA可見(jiàn)，欲使A能從B上方拉出來(lái)，加在A上的水平恒力最小值Fmin應(yīng)為：當(dāng)1m1g2m1+m2g時(shí)，F(xiàn)min=1m1g，由可得A在B上滑動(dòng)的時(shí)間t。當(dāng)1m1g2m1+m2g時(shí)，設(shè)A在B上滑動(dòng)的時(shí)間是t，如下圖，它們的位移關(guān)系是，即，由此可以計(jì)算出時(shí)間t?！纠?】【分析與解答】與例1相比擬，此題可以看成是例1中的一種特殊情況：即2=0，1=，F(xiàn)m1+m2g的情形，只要力F作用在長(zhǎng)木板上足夠長(zhǎng)時(shí)間存在最小值后撤去，小滑塊必定能從長(zhǎng)木板右端滑離。mMFmMv1v2S2/MvvmS1S2L解法一

27、：動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式如上圖所示，設(shè)力F作用時(shí)間t1后撤去，最終小滑塊恰好能從長(zhǎng)木板右端滑離也可以理解為恰好不能滑離。所以，臨界狀態(tài)和條件是小滑塊出現(xiàn)在長(zhǎng)木板右端時(shí)，兩者恰好到達(dá)相同速度v。對(duì)m，全過(guò)程有：mg= ma1 得a1=g v2=2a1S1 對(duì)M，撤去力F前，有：Fmg=Ma2 S2=a2t12/2 撤去力F后，有：mg=Ma2/ (a2t1) 2v2=2a2/S2/ v/ms-1t/ s02460.51.01.5長(zhǎng)木板小滑塊5.6由幾何關(guān)系，有：S2+S2/S1=L 聯(lián)立以上各式可得：a1=4m/s2，a2=6m/s2，a2/=1m/s2，v2=6m/s，v=5.6m

28、/s，S1=3.92m，S2=3m，S2/=2.32m，t1=1s 即此力作用的最短時(shí)間為1s由以上解答結(jié)果，可作出小滑塊與長(zhǎng)木板的vt圖像如下圖解法二：動(dòng)量能量觀點(diǎn)動(dòng)量定理和動(dòng)能定理設(shè)力F作用時(shí)間t1后撤去，再經(jīng)時(shí)間t2小滑塊恰好能從長(zhǎng)木板右端滑離由動(dòng)量定理，在時(shí)間t1內(nèi)對(duì)M：Fmgt1=Mv2 對(duì)m：mgt1=mv1 在時(shí)間t2內(nèi)對(duì)M：mgt2= MvMv2 對(duì)m：mgt2= mvmv1 由動(dòng)能定理，對(duì)M，在時(shí)間t1內(nèi)：FmgS2=Mv22/2 在時(shí)間t2內(nèi)：mgS2/= Mv2/2Mv22/2 對(duì)m，全過(guò)程：mgS1=mv2/2 由幾何關(guān)系，有：S2+S2/S1=L 聯(lián)立以上各式可得：t

29、1=1s 即此力作用的最短時(shí)間為1s 當(dāng)然，此題還可以由動(dòng)量定理和功能關(guān)系對(duì)系統(tǒng)全過(guò)程列方程如下：Ft1=m+Mv FS2mg L=(m+M)v2/2 而在時(shí)間t1內(nèi)，對(duì)M：Fmgt1=Mv2 FmgS2=Mv22/2 聯(lián)立以上四式可得：t1=1s 即此力作用的最短時(shí)間為1s 【小結(jié)】不管用哪一種方法求解，采用分解法分析復(fù)雜的物理過(guò)程，對(duì)各物體正確受力分析，畫(huà)好運(yùn)動(dòng)示意圖，建立清晰的物理情景，并從幾何關(guān)系尋找物體之間的相互聯(lián)系，甚至輔以vt圖像，都是解決此類問(wèn)題的重要手段。mMFLS2S1v1v2【變式訓(xùn)練2】【分析與解答】與例1相比擬，此題可以看成是例2中的一種特殊情況：即2=0，1=，的情

30、形，只要作用在小滑塊上力F到達(dá)一定值存在最小值Fmin=且作用時(shí)間足夠長(zhǎng)，小滑塊必定能從長(zhǎng)木板左端移到右端。而且力F越大，所需時(shí)間越短。如下圖，設(shè)力F作用在小滑塊上的時(shí)間為t，那么t2sv/ms-1t/ s01231.0長(zhǎng)木板小滑塊2.0t對(duì)m，有：Fmg=ma1 S1=a1t2/2 mg=Ma2 S2=a2t2/2 由幾何關(guān)系知： S1S2=L 聯(lián)立以上各式可得：a2=1.0m/s2，a11.5 m/s2，F(xiàn)16N由以上解答結(jié)果，可作出小滑塊與長(zhǎng)木板的vt圖像如下圖圖中紅線陰影局部的“面積表示木板長(zhǎng)。由圖像不難看出，要使小滑塊從長(zhǎng)木板左端移到右端的時(shí)間越短，小滑塊的加速度必須越大，所需的力F

31、越大?！纠?】解法一：動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式設(shè)木板B長(zhǎng)為L(zhǎng)，A與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1，木板A做勻減速運(yùn)動(dòng)的位移為sA1，木板B做勻加速運(yùn)動(dòng)的位移為sB1，兩者到達(dá)共同速度v，然后一起做勻減速運(yùn)動(dòng)直至停下，經(jīng)過(guò)時(shí)間為(tt1)。在時(shí)間t1內(nèi)，對(duì)A有：(m+2m)g+4mg =2maA SA1 =v0+vt1/2 v= v0 aA t1 對(duì)B有：4mg=maB SB1= v t1/2 v =aB t1 此后，對(duì)整體有：(m+2m)g =(m+2m) a v= a(tt1) 由幾何關(guān)系，有：SA1SB1= LAL =L v/ms-1t/ s02461.0長(zhǎng)木板整體2.0t1小

32、滑塊v0v聯(lián)立以上各式可得：v0=5m/s，=1/6，aA=35/6m/s2，aB=20/3m/s2，a=5/3m/s2， v=8/3m/s，SA1=23/15m，SB1=8/15m，由以上解答結(jié)果，可作出小滑塊與長(zhǎng)木板的vt圖像如下圖BA甲LASA1SB1丙LB解法二：動(dòng)量能量觀點(diǎn)分階段運(yùn)用動(dòng)量定理和動(dòng)能定理在時(shí)間t1內(nèi)，對(duì)A：(m+2m)gt14mgt1=2mv2mv0 (m+2m)gSA14mgSA1=2mv2/22mv02/2 對(duì)B：4mgt1=mv 4mgSB1=mv2/2 在時(shí)間(tt1)內(nèi)，對(duì)系統(tǒng)：(m+2m)g(tt1)=03mv 由題意及幾何關(guān)系可知：SA1SB1= LAL

33、=L 聯(lián)立以上各式可得：v0=5m/s，=1/6， v=8/3m/s，SA1=23/15m，SB1=8/15m【變式訓(xùn)練3】【分析與解答】根據(jù)B會(huì)不會(huì)滑動(dòng)分為兩種情況。首先要判斷B是否滑動(dòng)。A、B的受力情況如下圖。 (1)如果，那么B就不會(huì)滑動(dòng)，B受到的摩擦力是靜摩擦力，這種情況比擬簡(jiǎn)單。 如果B足夠長(zhǎng)，A將會(huì)一直作勻減速運(yùn)動(dòng)直至停在B上面，A的位移為。 如果B不夠長(zhǎng)，即，A將會(huì)從B上面滑落。 (2)如果，那么B受到的合力就不為零，就要滑動(dòng)。A、B的加速度分別。 如果B足夠長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，A、B將會(huì)以共同的速度向右運(yùn)動(dòng)。設(shè)A在B上相對(duì)滑動(dòng)的距離為d，如下圖，A、B的位移關(guān)系是，那么有： 如

34、果板長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，A將會(huì)從B上面滑落，即 【例4】【分析與解答】與例1相比擬，此題可以看成是例1中的一種特殊情況：即小滑塊是否相對(duì)長(zhǎng)木板滑動(dòng)，這里先需要明確小滑塊是靠長(zhǎng)木板對(duì)它的摩擦力來(lái)帶動(dòng)的。1由題設(shè)知最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等，小滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力，因而它的加速度。對(duì)長(zhǎng)木板有：F2m1+m2g1m1g= m2a2小滑塊與長(zhǎng)木板間相對(duì)滑動(dòng)與否的臨界條件為它們的加速度相等，即，亦即。所以，當(dāng)F1+2m1+m2g時(shí)，它們之間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，長(zhǎng)木板就能從小滑塊下方抽出?？梢?jiàn)，欲使長(zhǎng)木板從小滑塊下方抽出來(lái)，加在長(zhǎng)木板上的水平恒力最小值應(yīng)為1+2m1+m2g。2如下圖，設(shè)小滑

35、塊在長(zhǎng)木板上滑動(dòng)的時(shí)間是t，它們的位移關(guān)系是 即 ， F2m1+m2g1m1g= m2a2 聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)可得：a1=1m/s2，a2=1.5 m/s2，S1=3m，S2=4.5m，那么從開(kāi)始到剛好把木板抽出的過(guò)程中，摩擦力對(duì)滑塊做的功Wf=1m1g S1=3JF對(duì)木板做的功WF= F S2=45J請(qǐng)同學(xué)們自行思考整個(gè)過(guò)程中，摩擦力對(duì)滑塊做的功Wf/是多少？摩擦生熱是多少？小滑塊與長(zhǎng)木板的動(dòng)能分別增加多少？以上各量之間有何聯(lián)系？【變式訓(xùn)練4】【分析與解答】1施力后物塊與木板即發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，剛施力時(shí)，彈簧不發(fā)生形變，根據(jù)牛頓第二定律 mg=ma 代入數(shù)值解得a=2m/s2 2物塊到達(dá)最大

36、速度時(shí)合力為零，即 kx=mg 解得：x=0.08m 3對(duì)木板應(yīng)用牛頓定律 Fmg=Ma1 解得a1=2.5m/s2 木板做初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)vt2=2a1S板 解得S板=0.45m 根據(jù)物塊運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性S塊=2x=0.16m 由于摩擦而損失的機(jī)械能為E=mg(S板S塊)=0.58J強(qiáng)化闖關(guān)：1.答案BC.【解析】對(duì)于物塊由于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與木板存在相對(duì)滑動(dòng)，且始終相對(duì)木板向左運(yùn)動(dòng)，因此木板對(duì)物塊的摩擦力向右，所以物塊相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng)，且速度不斷增大，直至相對(duì)靜止而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B正確；對(duì)于木板由作用力與反作用力可知受到物塊給它的向左的摩擦力作用，那么木板的速度不斷減小，直到二者相對(duì)靜止，而

37、做直線運(yùn)動(dòng)，C正確；由于水平面光滑，所以不會(huì)停止，D錯(cuò)誤。2.【分析與解答】A靜止，B有初速度，那么A、B之間一定會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于是B帶動(dòng)A運(yùn)動(dòng)，故A的速度不可能超過(guò)B。由A、B的受力圖知，A加速，B減速，A、B的加速度分別為 也有兩種情況： (1) 板足夠長(zhǎng)，那么A、B最終將會(huì)以共同的速度v一起向右運(yùn)動(dòng)。設(shè)A、B之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的時(shí)間為，A在B上相對(duì)滑動(dòng)的距離為d，位移關(guān)系如下圖，那么當(dāng)A、B有共同的速度v后，假設(shè)，那么A、B一起以大小為a=的加速度向右做勻減速運(yùn)動(dòng)直至停下；假設(shè)，那么A、B之間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，B以大小為的加速度向右做勻減速運(yùn)動(dòng)直至停下,而A以大小為a1=的加速度向右做勻減

38、速運(yùn)動(dòng)較B之后停下。 (2) 如果板長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，A將會(huì)從B上面滑落，即 由此可以計(jì)算出時(shí)間。3.【分析與解答】開(kāi)始一段時(shí)間，物塊相對(duì)小車(chē)滑動(dòng)，兩者間相互作用的滑動(dòng)摩擦力的大小為Ff = mg = 4N物塊在Ff的作用下加速，加速度為am = = 2m/s2，從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)小車(chē)在推力F和f的作用下加速，加速度為aM = = 0.5m/s2，初速度為0 = 1.5m/s，設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1，兩者到達(dá)共同速度，那么有： = amt1 = 0+aMt1代入數(shù)據(jù)可得：t1 = 1s，= 2m/s在這t1時(shí)間內(nèi)物塊向前運(yùn)動(dòng)的位移為s1 = amt = 1m以后兩者相對(duì)靜止，相互作用的摩擦力變?yōu)殪o摩擦力

39、將兩者作為一個(gè)整體，在F的作用下運(yùn)動(dòng)的加速度為a，那么F =M+ma 得a = 0.8m/s2在剩下的時(shí)間t2 = t-t1 = 0.5s時(shí)間內(nèi)，物塊運(yùn)動(dòng)的位移為s2 =t2+at2，得s2 = 1.1m可見(jiàn)小物塊在總共1.5s時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移大小為s = s1+s2 = 2.1m思考：整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q=？vl /2x1x2a1a2xa4.【分析與解答】設(shè)圓盤(pán)質(zhì)量為m，桌長(zhǎng)為l，盤(pán)在桌布、桌面上的加速度為a1和a2，有1 mg ma1 2 mg ma2 設(shè)盤(pán)離開(kāi)桌布時(shí)速度為v，移動(dòng)距離為x1，再在桌面上運(yùn)動(dòng)x2停下，有v2 2a1x1 v2 2a2x2 盤(pán)沒(méi)從桌面掉下的條件 x1+x2l

40、/2 設(shè)圓盤(pán)在桌布上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，這段時(shí)間內(nèi)桌布移動(dòng)距離為x，有x a t 2/2 x1 a1t2/2 x x1 + l/2 解得： a 5.【分析與解答】1變力2設(shè)零件相對(duì)于工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)距離為，歷時(shí)為t時(shí)與操作板別離，此后零件在工作臺(tái)上做勻減速運(yùn)動(dòng)直到A點(diǎn)速度減為零。零件的質(zhì)量為m，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，取水平向右為正方向，那么有： 從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到零件與板別離，板的位移大小比零件多L/2那么有：零件從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，總位移大小為L(zhǎng)/2，那么有：聯(lián)立以上各式可得： 代入數(shù)據(jù)得：a2m/s23將a2m/s2及L2m代入上述方程可得，a10.5m/s2由能量守恒可知電動(dòng)機(jī)做功至少包含以下幾局部：操作板動(dòng)能的增加零件在運(yùn)動(dòng)t時(shí)間內(nèi)動(dòng)能的增加零件在運(yùn)動(dòng)t時(shí)間內(nèi)與操作板摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能操作板