压轴题02 板块模型-2023年高考物理压轴题专项训练（新高考专用）

压轴题02 板块模型 目录 一，考向分析 1 二．题型及要领归纳 2 热点题型一 结合牛顿定律与运动学公式考察不受外力板块模型中的多过程运动 2 热点题型二 结合牛顿定律与运动学公式考察受外力板块模型中的多过程运动 6 热点题型三 结合新情景考察板块模型思想的迁移运用 9 类型一 以竖直面为情境构板块模型考动力学知识及相对运动的理解 9 类型二 结合斜面模型综合考查板块模型中的多过程多运动问题 10 类型三 综合能量观点考查板块模型 13 类型四 电磁学为背景构建板块模型 15 三．压轴题速练 20 一，考向分析 1.概述：滑块和滑板叠加的模型简称为“板块模型”这两个简单的“道具”为考查学生的物质观念、运动与相互作用观念 能量观念展现了丰富多彩的情境，是高中物理讲、学、练、测的重要模型之一。无论是高考还是在常见的习题、试题中“板块模型”的模型的身影都随处可见，而且常考常新。对于本专题的学习可以比较准确地反映学生分析问题、解决问题的能力和学科核心素养。 2．命题规律 滑块—滑板模型，涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热、多次相互作用，属于多物体多过程问题，知识综合性较强，对能力要求较高，所以高考试卷中经常出现这一类型。 3．复习指导 分析滑块—滑板类模型时要抓住一个转折和两个关联。一个转折——滑块与滑板达到相同速度或者滑块从滑板上滑下是受力和运动状态变化的转折点。两个关联——转折前、后受力情况之间的关联和滑块、滑板位移与板长之间的关联。一般情况下，由于摩擦力或其他力的转变，转折前、后滑块和滑板的加速度都会发生变化，因此以转折点为界，对转折前、后进行受力分析是建立模型的关键。 4．模型特点 涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动。 5．两种位移关系 滑块由木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板同向运动，位移大小之差等于板长；反向运动时，位移大小之和等于板长。 设板长为L，滑块位移大小为x1，木板位移大小为x2 同向运动时：L＝x1－x2 反向运动时：L＝x1＋x2 二．题型及要领归纳 热点题型一 结合牛顿定律与运动学公式考察不受外力板块模型中的多过程运动 【例1】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4.5 m，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＝1 s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1 s时间内小物块的v­t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10 m/s2。求： 图(a)　　　　　　　　　图(b) (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。 【必备知识】1.“滑块—木板”模型问题中，靠摩擦力带动的那个物体的加速度有最大值：am＝.假设两物体同时由静止运动，若整体加速度小于该值，则二者相对静止，二者间是静摩擦力；若整体加速度大于该值，则二者相对滑动，二者间为滑动摩擦力. 2.滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；若反向运动，位移大小之和等于板长． 【关键能力】本题考察的学科素养主要是物理观念中的相互作用观运动观及科学思维中的科学推理与科学论证。要求考生理解摩擦力产生的本质做出清晰的受力分析，能画出滑块木板相对运动的情景分析图并能应用牛顿运动定律及运动学公式建立方程通过科学的运算推理得出正确的结论培养学生综合分析问题的能力。 【例2】．如图，两个滑块A和B的质量分别为mA＝1 kg和mB＝5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1＝0.5；木板的质量为m＝4 kg，与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0＝3 m/s.A、B相遇时，A与木板恰好相对静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10 m/s2.求： (1)B与木板相对静止时，木板的速度； (2)A、B开始运动时，两者之间的距离． 【必备知识】牛顿运动定律、匀变速直线运动规律 【关键能力】本题主要考查多过程问题，要特别注意运动过程中摩擦力的变化情况，A、B相对木板静止的运动时间不相等，应分阶段分析，前一阶段的末状态即后一阶段的初状态。 热点题型二 结合牛顿定律与运动学公式考察受外力板块模型中的多过程运动 通过近几年真题的分析可以发现对于板块模型的考查多涉及复杂问题情境，要求考生能有清晰的运动观、相互作用观、能量观以及敏锐的数学运算技能与构建模型示意图的能力，要想解决好这一模型必须掌握好以下几个要点： 1.求解板块模型问题的方法技巧 (1)受力分析时