滑塊滑板模型問題分析方法

關(guān)于滑塊滑板模型問題分析方法考點分析

本題考查了“滑動摩擦力”、“物體的受力分析”、“勻變速直線運動的規(guī)律”、“速度-時間圖像”、“牛頓第二定律”這幾個知識內(nèi)容。本題涉及的考點在考綱中都是Ⅱ類要求，能突出考查力學(xué)主干知識，重視基礎(chǔ)知識和基本技能。本題是一道力學(xué)組合題，涉及多個物理過程和情景，可以考查學(xué)生的審題能力和物理過程分析能力，重點考查學(xué)生應(yīng)用力和運動觀點解決力學(xué)綜合題的能力。第2頁,共17頁，2024年2月25日，星期天學(xué)情分析及對策

我們的學(xué)生在做物理計算題時，一怕題目長，望而止步，未戰(zhàn)先輸；二怕過程與情景復(fù)雜，不能從題目里面獲取有效信息；三怕臨界問題的分析與討論；四怕應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題。本道計算題是一道組合題，它的最大特點就是多狀態(tài)與多過程聯(lián)系在一起來增加物理情景的復(fù)雜程度，能考查學(xué)生的閱讀理解能力、推理能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力，對學(xué)生的能力要求比較高?，F(xiàn)在的高考題目數(shù)量少，所以試題的必然趨勢就是組合題，將眾多的知識點結(jié)合在一起，重點考察學(xué)生的分析綜合能力。第3頁,共17頁，2024年2月25日，星期天針對措施教法上：一要多進(jìn)行問題啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生分析物理過程，并與知識點有機(jī)結(jié)合在一起，堅持過程分析，列式得分的策略，提高學(xué)生的得分能力。二要進(jìn)行變式訓(xùn)練，避免題海戰(zhàn)術(shù)。三要培養(yǎng)學(xué)生多角度地去分析和研究問題，從而形成正確的解題策略與思路。四要引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)解題的方法。學(xué)法上，要針對學(xué)生的實際情況進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo)：要引導(dǎo)學(xué)生眼看、手畫、腦思，培養(yǎng)審題能力；訓(xùn)練學(xué)生把握多狀態(tài)、多過程和臨界點，培養(yǎng)物理過程分析能力；加強(qiáng)過程分析，強(qiáng)化列式得分的策略，增強(qiáng)得分意識和得分能力。第4頁,共17頁，2024年2月25日，星期天（2013新課標(biāo)II，25,18分）一長木板在水平地面上運動，在t=0時刻將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上，以后木板運動的速度-時間圖象如圖中實線所示，0~0.5s內(nèi)物塊運動的速度-時間圖象如圖中粗虛線所示．己知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦，物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，且物塊始終在木板上．取重力加速度的大小g=10m/s2，求：

（1）物塊與木板間動摩擦因數(shù)、木板與地面間的動摩擦因數(shù)；

（2）從t=0時刻到物塊與木板均停止運動時，物塊相對于木板的位移的大小．

第5頁,共17頁，2024年2月25日，星期天審題木板運動的速度-時間圖象如圖中實線所示：說明0~0.5s木板做勻減速直線運動，0.5s以后也做勻減速直線運動，但兩段運動的加速度不一樣，合力發(fā)生了變化0~0.5s內(nèi)物塊運動的速度-時間圖象如圖中粗虛線所示：物塊做初速度為零的勻加速直線運動0.5s末兩物體速度圖像相交：說明兩物體具有共同速度且物塊始終在木板上：物塊始終沒有脫離木板第6頁,共17頁，2024年2月25日，星期天解析 （1）從t=0時刻開始，木板與滑塊之間的摩擦力使滑塊加速，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。由圖可知，在t=0.5s時，物塊和木板的速度相同。設(shè)t=0到t=t1時間間隔內(nèi)，物塊和木板的加速度大小分別為a1和a2，則：式中v0=5m/s、v1=1m/s，分別為木板在t=0、t=t1時刻速度的大小。設(shè)木板和物體的質(zhì)量為m，物塊和木板間、木板與地面間的動摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2，由牛頓第二定律得：μ1mg=ma1，（μ1+2μ2

）mg=ma2由以上方程得：μ1=0.20，μ2=0.30第7頁,共17頁，2024年2月25日，星期天（2）.0.5s后兩個物體都做勻減速運動，假設(shè)兩者相對靜止，一起做勻減速運動，加速度大小為a=μ2g，由于物塊的最大靜摩擦力

μ1mg＜μ2mg，所以物塊與木板不能相對靜止。根據(jù)牛頓第二定律可知，物塊勻減速運動的加速度大小等于

0.5s物塊對木板的滑動摩擦力與速度方向相同，則木板的加速度為則物塊和木板的位移分別為：物塊相對于木板的位移大小為：第8頁,共17頁，2024年2月25日，星期天滑板——滑塊模型問題分析方法1.模型特點涉及兩個物體，并且兩物體間存在相對滑動2.兩物體位移關(guān)系滑塊由滑板的一端運動到另一端的過程中，若兩物體同向運動，位移之差等于板長；反向運動時，位移之和等于板長。設(shè)板長為L，滑塊位移為x1，滑板位移為x2，則同向運動時：L=x1-x2；反向運動時：L=x1+x2第9頁,共17頁，2024年2月25日，星期天3.解題思路第10頁,共17頁，2024年2月25日，星期天變式1(2014云南省第一次統(tǒng)測，24)如圖所示，質(zhì)量M=1Kg的木塊A靜止在水平地面上，在木塊的左端放置一個質(zhì)量=1kg的鐵塊B(大小可忽略)，鐵塊與木塊間的動摩擦因數(shù)μ1=0.3，木塊長L=lm，用F=5N的水平恒力作用在鐵塊上，g取10m/s2。(1)若水平地面光滑，計算說明兩木塊間是否會發(fā)生相對滑動。(2)若木塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.1，求鐵塊運動到木塊右端的時間。

第11頁,共17頁，2024年2月25日，星期天解析（1）A、B之間的最大靜摩擦力假設(shè)A、B之間不發(fā)生相對滑動，則對A、B整體對B解得因為所以A、B之間不會發(fā)生相對滑動

第12頁,共17頁，2024年2月25日，星期天（2）對B：對A：據(jù)題意：解得：第13頁,共17頁，2024年2月25日，星期天變式2如圖，可看作質(zhì)點的小物塊放在長木板正中間，已知長木板質(zhì)量為M=4kg，長度為L=2m，小物塊質(zhì)量為m=1kg，長木板置于光滑水平地面上，兩物體皆靜止。現(xiàn)在用一大小為F的水平恒力作用于小物塊上，發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)F超過2.5N時，才能讓兩物體間產(chǎn)生相對滑動。設(shè)兩物體間的最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力大小，重力加速度g=10m/s2，試求：（1）小物塊和長木板間的動摩擦因數(shù)。（2）若一開始力F就作用在長木板上，且F=12N，則小物塊經(jīng)過多長時間從長木板上掉下？

第14頁,共17頁，2024年2月25日，星期天解析（1）設(shè)兩物體間的最大靜摩擦力為f，當(dāng)F=2.5N作用于m時，對整體有牛頓第二定律有對M，由牛頓第二定律解得：因為可得第15頁,共17頁，2024年2月25日，星期天（2）當(dāng)F=12N作用于M時，兩物體發(fā)生相對滑動，設(shè)M、m加速