滑板滑块模型专题含答案

滑板滑块模型专题

（一）专题复习素材选择的理由

1、知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观“三维目标”是新课程的“独创”，是新课程推进素质教育的根本体

现，是新课程标准异于原教学大纲的关键点，也是这次课程改革的精髓，表现了改革所承担着的“新期待”。

2、新课程高考物理试题给我们的启示：引导教学重视物理过程的分析和学生综合解决问题能力的培养，强调对考

生“运用所学知识分析问题、解决问题的能力”的考查，并且把渗透和关注学生的情感、态度、价值观纳入到了考查目标中。命题坚持能力立意、问题立意。主干、重点知识重点考。

3、在高中物理总复习中经常会遇到一个滑块在一个木板上的相对运动问题，我们称为“滑块+木板”模型问题。由

于两个物体间存在相互作用力，相互影响，其运动过程相对复杂，致使一些同学对此类问题感到迷惑。此类问题曾是旧教材考试中热点问题，在我省实施的新课程高考中，由于高中物理3—3和3—5系选考内容，系统不受外力所遵循的动量守恒的情况在高考必考内容中一般会回避，因此，这类问题近些年在我省有些被冷落、受忽视。但千万记住有受外力情况下的相对运动依然是动力学的重要模型之一。

（二）专题复习素材的编制

为了提高训练的有效性，针对高考题目类型，选用题组进行强化训练，我们可以将训练试题分为“典例导学”、“变式训练”和“强化闯关”三部分。

“典例导学”和“变式训练”主要起方法引领的作用，适用于课堂教学，试题以典型性、层次梯度分明的基础题、中档题为主，训练解题思路，指导解题方法，规范解题过程，培养解题能力。“强化闯关”供学生课外进行综合训练，一般采用各地质检和历届高考经典试题，试题综合性较强，其主要目的是让学生把所掌握的解题方法和技巧应用于具体的问题情境中，不仅练习考点稳定的高考题型，还练习可能的符合时代气息的创新题型、拓展题型，特别是那些能够很好地体现高考改革最新精神和学科思想方法（如对图象、图表的理解应用和提取有效信息能力）的试题，让学生实战演练，提前进入实战状态，提早体验高考，揭去高考神秘的面纱，努力提高学生娴熟的技能技巧和敏捷的思维方式，使学生树立高考必胜的信心。多角度、多层面剖析重点难点，通过题组辐射形成点带线，线连网，对考点要求有更深层次的理解与把握。

下面试列举本专题复习中编制的三部分题型示例以供参考：

1、动力学问题

【例1】如图，A是小木块，B是木板，A和B都静止在地面上。A在B的右端，从某一时刻起，B受到一个水平向右的恒力F作用。AB之间的摩擦因数为，B与地面间的摩擦因数为，板的长度L，假设最大静摩擦力f和滑动摩擦力相等，试分析A、B各种可能的运动情况及AB间、B与地面间的摩擦力。

max

【思路点拨】本题涉及两个临界问题：一、B 是否相对地面滑动，这里先要弄清只有B 相对地面滑动，B 与A 之间才有相对运动趋势（或相对运动），B 与A 之间才存在摩擦。所以，B 是否相对地面滑动的临界条件：F =m ax B f =μ2（m 1+m 2）g ；二、A 是否相对B 滑动，这里先需要明确A 是靠B 对它的摩擦力来带动的。由题设知最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，A 受到的摩擦力11A f m g μ≤，因而A 的加速度1A a g μ≤。A 、B 间滑动与否的临界条件为A 、B 的加速度相等，即A B a a =，亦即1121221[()]/F m g m m g m g μμμ--+=。

【变式训练1】如图，A 是小木块，B 是木板，A 和B 都静止在地面上。A 在B 的左端，从某一时刻起，A 受到一个水平向右的恒力F 作用开。AB 之间的摩擦因数为

，B 与地面间的摩擦因数为，板的长度L ，假设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，试分析A 、B 各种可能的运动情况及AB 间、B 与地面间的摩擦力。

【例2】如图所示，质量M =4kg 的木板长L =1.4m ，静止在光滑的水平地面上，其水平顶面右端静置一个质量m =1kg 的小滑块（可视为质点），小滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4。今用水平力F =28N 向右拉木板，使滑块能从木板上掉下来，求此力作用的最短时间。（g=10m/s 2）

【思路点拨】与例1相比较，本题可以看成是例1中的一种特殊情况：

即μ2=0，μ1=μ，F ＞μ（m 1+m 2）g 的情形，只要力F 作用在长木板上足够长时间（存在最小值）后撤去，小滑块必定能从长木板右端滑离。可以用动力学观点（牛顿运动定律和运动学公式）求解，也可以用动量能量观点求解。

【变式训练2】如图所示，质量M =10kg 的木板长L =1m ，静止在光滑的水平地面上，其水平顶面左端静置一个质量m =4kg 的小滑块（可视为质点），小滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.25。今用水平力F 向右拉滑块，使滑块能在2s 内移到木板右端，则此力至少应为多大？（g=10m/s 2）

【例3】如图甲所示，木板A 、B 叠放在水平地面上，它们的右端相平，木板B 长1m ，质量为m ，木板A 长2m ，质量为2m 。已知B 与A 之间的动摩擦因数是A 与地面间动摩擦因数的4倍。现使木板A 突然获得一水平向右的初速度v 0，最后A 、B 左端相平，形成图乙所示的状态停止在地面上，全过程历时2s ，求v 0的大小。（g=10m/s 2）

m M F

M

F

【思路点拨】本题也是一道多过程的相对运动问题。采用分解法分析复杂的物理过程，对各物体正确受力分析，画好运动示意图，建立清晰的物理情景，并从几何关系寻找物体之间的相互联系，甚至辅以v—t图像，仍是解决本题的重要手段。与例2相似，可以用动力学观点（牛顿运动定律和运动学公式）求解，也可以用动量能量观点求解。

【变式训练3】如图，质量为m1木块A（可视为质点）以一定的初速度滑上原来静止在地面上的质量为m2的木板B。AB之间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为，板的长度L，试分析A、B可能的运动情况。

2、能量问题：

功是能量转化的量度。不同的力做的功量度的是不同形式的能量转化。本专题涉及的功能关系主要有：（1）所有外力做的总功等于物体的动能增量即动能定理，表达式为W总=△E k。（2）重力做功的特点是与物体的移动路径无关，只取决于物体始末位置的高度差，即W G=mg△h；重力做的功量度的是重力势能的变化或弹性力（遵循胡克定律的弹力）做的功量度的是弹性势能的变化，表达式为W G=－△E p或W T=－△E p。可见，（3）只有重力做功时，一定是物体的动能和重力势能之间相互转化，但系统机械能的总量保持不变；同理，只有弹性力做功时，一定是物体的动能和弹性势能之间相互转化，但系统机械能的总量也保持不变。所以，重力或弹性力做功并不会改变系统的机械能。换句话说，除重力和弹性力以外的其他力不做功或做的功代数和为零，系统的机械能总量保持不变，这就是机械能守恒定律。（4）除重力和弹性力以外的其他力做的功量度的是系统的机械能的变化，表达式为W其=△E。（5）一个静摩擦力或一个滑动摩擦力均可以做正功、不做功和做负功（请同学们自行举例说明，下同），且它们所做的功与移动的路径有关。但一对相互作用的静摩擦力做功的代数和总为零，因为作用力与反作用力总是同时存在、等大反向，而且静摩擦力总是发生在相对静止的两物体接触面之间，要么两物体（对地）都静止，这一对相互作用的静摩擦力都不做功，总功为零；要么两物体（对地）在摩擦力的方向上有相同的（分）位移，这一对相互作用的静摩擦力其中一个做正功，另一个必做等值的负功，总功也为零。所以，静摩擦力做功的结果只能使机械能在相互作用的两物体之间发生传递，但不会改变系统的机械能总量。而一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和总为负值，共有三种可能情况，第一种可能是一个滑动摩擦力不做功，它的反作用力却做负功；第二种可能是一个滑动摩擦力做负功，它的反作用力也做负功；第三种可能是相对滑动的两个物体（对地）朝同一个方向运动，一个滑动摩擦力对落后者做正功，它的反作用力对超前者做更多的负功。所以，滑动摩擦力做功的结果总是要使相互作用的两物体组成的系统机械能总量减少，一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和的绝对值量度的就是因摩擦所产生的内能，即Q=f相△S，式中△S表示物体间相对运动的路程。

B

A

甲

L A S A

S B

乙

L B