第一章专题强化：动量守恒在板块模型中的应用 学案-2025-2026学年高一上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理导学案聚焦动量守恒定律在板块模型中的应用，以滑块—木板模型为核心载体，系统梳理动能定理、动量守恒与能量守恒的内在联系，通过“速度不等→共速”两类状态的对比分析，构建从隔离法到整体法的思维路径，形成由浅入深的知识支架，有效衔接牛顿运动定律与动量观点。 资料突出科学思维与物理观念的融合，以模型建构为抓手，引导学生建立动量守恒与能量转化的关联认知，强化对摩擦生热本质的理解，习题设计紧扣临界条件判断与相对位移计算，体现科学推理与质疑创新素养。例题与变式训练层层递进，涵盖滑块运动、木板运动及共同撞击三类典型场景，辅以思维导图梳理解题逻辑，助力学生掌握板块模型的核心方法，提升解决复杂问题的能力。

专题强化 动量守恒在板块模型中的应用 1．进一步理解动能定理、动量守恒定律和能量守恒定律的内容及含义.（重点） 2．熟练解决板块类模型与动量相关问题.（重难点） 板块模型 滑块—木板模型 1．把滑块、木板看作一个整体，摩擦力为内力，在光滑水平面上滑块和木板组成的系统____． 2．由于摩擦生热，机械能转化为内能，系统机械能不守恒，根据能量守恒定律，机械能的减少量等于因___________， ，其中 为滑块和木板相对滑动的路程． 3．不同运动状态的处理方法 （1）板块速度不相等 运用方法：___________. 具体步骤：对滑块和木板进行隔离分析，弄清每个物体的受体情况与运动过程. （2）板块共速运动 运用方法：___________. 具体步骤：将滑块和木板看成一个整体，对整体进行受力解析和运动过程解析. 4．注意： （1）若滑块不滑离木板，就意味着二者最终具有共同速度，机械能损失_______． （2）两者速度达到相等的瞬间，摩擦力可能发生突变. （3）当木板的长度一定时，滑块可能从木板滑下，二者共速时恰好滑到木板的边缘是滑块滑离木板的临界条件. （4）若木板足够长，滑块始终未滑离木板，二者最终共速，即有mv0＝(m＋M)v共 ①系统损失的机械能ΔE损＝ 。 ②系统增加的内能Q＝f·Δx＝ΔE损， 其中Δx为两者间的相对位移，f为滑块和木板之间的滑动摩擦力大小。 ③类比碰撞模型：损失的机械能最多，相当于完全非弹性碰撞。 （5）若滑块能够滑离木板，有mv0＝mv1＋Mv2 ①系统损失的机械能ΔE损＝ 。 ②系统增加的内能Q＝f·L＝ΔE损， 其中L为木板的长度。 ③类比碰撞模型：相当于非弹性碰撞。 <p>【滑块运动模型】</p> 例1． （多选）如图所示，上表面粗糙的长木板B静止放在光滑的水平面上，小滑块A从长木板B的左端以初速度 向右滑动，经过时间 t小滑块 A减速到最小速度 .小滑块A可看作质点，运动过程中A没有从B上滑出，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 ，下面说法正确的是（ ） A．长木板 的质量是小滑块A质量的3倍 B．小滑块A在长木板 上滑动的距离为 C．小滑块A在长木板 上滑动的距离为 D．小滑块A与长木板 之间的动摩擦因数为 变式训练1． 如图所示，光滑水平地面上静止放置质量为2 kg的足够长的长木板B，质量为1 kg的小物块A静置于木板左端，某时刻给A水平向右、大小为3 N·s的瞬时冲量，已知A与B之间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取 .求： （1）A向右运动的初速度大小； （2）A、B相对运动的过程中系统损失的机械能； （3）B达到最大速度的过程中B的位移大小. 【木板运动模型】 例2． 如图所示，质量M=8 kg的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F=12 N.当小车向右运动的速度达到v0=3 m/s时，在小车的右端轻放一质量m=2 kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，假定小车足够长，重力加速度g=10m/s2.求： （1）小物块刚放在车上时，物块和小车的加速度大小； （2）小物块从放在车上开始，经过多长时间与小车具有相同的速度及此时的速度大小； （3）从小物块放在车上开始，经过t0=5.0 s过程中摩擦力对小物块的冲量. 变式训练2． 如图所示，在光滑的水平长直轨道上，有一质量为M=3 kg的平板车以速度v0=4 m/s向右匀速运动.某时刻将质量为m=1 kg的小滑块轻放在平板车的中点，小滑块与车上表面间的动摩擦因数为 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小滑块不会从平板车滑下，g=10m/s2. （1）小滑块和平板车的最终速度为多少？ （2）当小滑块放到平板车中点的同时，对平板车施加一水平外力使其始终保持速度为v0=4m/s的匀速运动，直到两者同速，该水平外力对平板车的冲量为多少？ （3）在（2）的情况下，水平外力做多少功？系统产生了多少热量？ 【共同撞击类模型】 例3． 如图所示，光滑水平面上有一矩形长木板A和静止的滑块C，滑块B置于A的最左端（滑块B、C均可视为质点）.若木板A和滑块B一起以 的速度向右运动，A与C发生时间极短的碰撞后粘在一起.已知木板A与滑块B间的动摩擦因数 ，且 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 ，求： （1）长木板A与滑块C碰后瞬间，滑块C的速度大小； （2）B最终与A相对静止时速度的大小； （3）要使滑块B不从木板A上滑下，木板A至少多长？ 变式训练3． 如图所示，质量为m1=7kg，长度为L=3.5m的长木板静止于水平面上，另一质量为m2=4kg的小车紧靠木板放置（接触但不粘连），忽略小车与地面间的摩擦，车上是一个光滑的四分之一圆弧形轨道，轨道下端切线水平，且与木板上表面等高。质量为m0=3kg的小铁块（可视为质点）自木板左端以v0=8m/s的初速度滑上木板.已知小铁块与木板之间的动摩擦因数为μ1=0.40，木板与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.15，设各接触面上最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取重力加速度g=10m/s2， （1）经多长时间小铁块滑离长木板? （2）求小铁块在运动过程中能够上升的最大高度. 解决板块模型中速度临界问题的思维模板 小结小测 一、课堂小结 二、课堂小测 解答题． 如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端(B、C可视为质点)，三者质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg、mC＝2 kg，A与B间的动摩擦因数为μ＝0.5；开始时C静止，A、B一起以v0＝5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)并粘在一起，经过一段时间，B刚好滑至A的右端而没掉下来，求： (1)A、C碰撞后A的速度大小； (2)长木板A的长度。(重力加速度g＝10 m/s2) 【参考答案】 板块模型 【答案】 1．动量守恒 2.摩擦而产生的热量 3.（1）隔离法 （2）整体法 4.最大 <p>【滑块运动模型】</p> 例1．【答案】AC 变式训练1．【答案】 【木板运动模型】 例2．【答案】 （1）2m/s21m/s2（2）3s 6m/s （3） ，方向向右 变式训练2．【答案】 （1） （2） （3） 【共同撞击类模型】 例3．【答案】 （1） （2） （3）2.5m 变式训练3．【答案】 (1)0.5s；(2)1.03m 小结小测 二、课堂小测 解答题．【答案】(1)2.5 m/s；(2)0.5 m 学科网（北京）股份有限公司 $