第三章 专题强化一 板块模型-【衡中学案】2024年老高考物理一轮总复习（人教版）

高考一轮总复习·物理·人教版 专题强化一　 板块模型 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　1. 模型特点:滑块(视为质点)置于木板上,滑块 和木板均相对地面运动,且滑块和木板在摩擦力的相 互作用下发生相对滑动。 2. 位移关系:滑块由木板一端运动到另一端的过 程中,滑块和木板同向运动时,位移之差 Δx = x1 - x2 = L(或 Δx = x2 - x1 = L)如图甲所示;滑块和木板反向运 动时如图乙所示,位移之和 Δx = x2 + x1 = L。 3. 分析滑块—木板模型时要抓住一个转折和两个 关联 一个转折 滑块与木板达到相同速度或者滑块从木板上 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、木板 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、后滑块和木板 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. 解决板块模型中速度临界问题的思维模板 物理 建模 确定板块模型的类型→ 选研究 对象 ↓ 隔离法 → 对滑块、木板分别受力分析 计算 判断 ↓ 由牛顿第二定律 和运动学公式 → 判断是否存在速度相 等的“临界点” 判断 结果 ↓ 无临界 速度 → 滑块与木 板分离 确定相同时间内的位 移关系,列式求解 → 有临界 速度 → 滑块与 木板没 有分离, 假设速 度相等 后加速 度也相 等 由整 体法 求系 统加 速度 → 由隔离法 求滑块与 木板间摩 擦力 Ff, 及最大静 摩擦力 Fm → → 若 Ff ≤ Fm, 假设成立, 整体列式 → 若 Ff > Fm, 假设不成立, 分别列式 类型 1　 水平面上的板块模型 　 　 典例试做 1 (2022·安徽高三模拟理科综合 检测)如图所示,质量 M = 2 kg 的长木板 A 静止在水平 面上,在长木板的左端放置一个可视为质点、质量 m = 1 kg 的物体 B。 开始时物体 A、B 均静止,某时刻在长 木板 A 的左端施加一个水平向左的外力 F,使长木板 A 从静止开始做匀加速直线运动,加速度为 a = 2 m / s2, 当长木板 A 的速度达到 v = 6 m / s 时,撤去外力 F,最后 物体 B 恰好没有脱离长木板 A。 已知 A 和 B 以及 A 与 地面间的动摩擦因数均为 μ = 0. 1,最大静摩擦力等于 滑动摩擦力,重力加速度 g = 10 m / s2,试求: (1)长木板在加速过程中,物体 B 的加速度 aB 及 水平外力 F 的大小; (2)长木板 A 的长度 L。 做答: 　 名师点拨 板块模型相关问题 滑块—木板类问题涉及两个物体,并且物体间存在 相对运动。 滑块从木板的一端运动到另一端的过程 中,若滑块和木板向同一方向运动,则滑块的位移和 木板的位移大小之差等于木板的长度;若滑块和木 板向相反方向运动,则滑块的位移和木板的位移大 小之和等于木板的长度。 该模型涉及两个物体、多个运动过程,并且物体间还 存在相对运动,所以解题的关键是确定各物体在各 个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速 度可能突变),并找出物体之间的位移(路程)关系或 速度关系。 求解时应明确联系两个过程的纽带,即 每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 HZXA　 061 {#{QQABKQYAoggIQAJAAAhCAQESCAOQkAGAACoGAAAMMAAAQQFABCA=}#} 衡中学案·2024 年度创新设计 类型 2 斜面上的板块模型 　 　 典例试做 2 (2023·高考仿真模拟卷)如图所 示,一倾角 θ = 30°的光滑斜面固定在水平地面上,斜面 底端固定一弹性挡板 P。 长为 2l 的薄木板置于斜面 上,其质量为 M,下端位于 B 点,PB = 2l,薄木板中点处 放有一质量为 m 的滑块(可视为质点)。 已知 M = m, 滑块与薄木板之间的动摩擦因数 μ = tan θ,设最大静 摩擦力等于滑动摩擦力,斜面上 AB 区间存在特殊力 场,当滑块出现在此区域时能对滑块产生一个沿斜面