第四章 专题强化10 板块模型-（配套课件）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版）

该高中物理课件聚焦板块模型，系统涵盖受力分析、加速度计算、位移关系及摩擦力突变等核心内容，通过视频模型导入，以模型概述、解题方法为支架，衔接地面光滑与不光滑情境例题，帮助学生构建从基础概念到综合应用的知识脉络。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过“教您审题”表格引导信息提取与模型建构，例题分步解析（如例1受力分析与位移方程联立）强化科学推理，配套即学即练与课时作业巩固。视频模型辅助理解，助力学生提升科学论证能力，为教师提供系统教学资源，提高课堂效率。

专题强化10　板块模型 1.会分析木板和物块受力，并能求出它们的加速度。 2.会根据物块和木块的位移、时间、速度关系列方程。 学习目标 01 强化点　板块模型 02 课时作业 目 录 01 PART 强化点 板块模型 目 录 1. 模型概述：一个物体在另一个物体表面上，两者之间有相对运动。问题 涉及两物体的运动时间、速度、加速度、位移等各量的关系。 2. 常见的两种位移关系 滑块从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，则滑 离木板的过程中滑块的位移与木板的位移之差等于木板的长度；若滑块和 木板相向运动，滑离木板时滑块的位移和木板的位移大小之和等于木板的 长度。 注意：通常情况下，运动学公式中的位移都是对地位移。 物理·必修第一册 目 录 3. 解题方法 （1）明确各物体对地的运动和物体间的相对运动情况，确定物体间的摩 擦力方向。 （2）分别隔离两物体进行受力分析，准确求出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）。 （3）物体之间的位移（路程）关系或速度关系是解题的突破口。求解 中应注意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。 物理·必修第一册 目 录 4. 注意摩擦力的突变 当滑块与木板速度相同时，二者之间的摩擦力通常会发生突变，由滑动摩 擦力变为静摩擦力或者消失，或者摩擦力方向发生变化，速度相同是摩擦 力突变的一个临界条件。 物理·必修第一册 目 录 类型一｜地面光滑的板块模型问题 【例1】　（2025·吉林长春高一期末）如图所示，长度为2 m、质量为1 kg 的木板静止在光滑水平面上，一木块质量也为1 kg（可视为质点），与木 板之间的动摩擦因数为0.2。g取10 m/s2，要使木块在木板上从左端滑向右 端而不至滑落，则木块的初速度不能超过（　　） A. 1 m/s B. 2 m/s C. 4 m/s D. 8 m/s √ 物理·必修第一册 目 录 解析：使木块在木板上从左端滑向右端时，木块做减速运动，加速度a＝ μg＝2 m/s2，木板做加速运动，加速度a'＝＝2 m/s2，当木块运动到木板 最右端时恰好共速，则v0－at＝a't，由位移关系可知v0t－at2－a't2＝2m， 联立解得v0＝4 m/s，故选C。 物理·必修第一册 目 录 【例2】　如图所示，在光滑的水平地面上有一个长为0.64 m、质量为4 kg 的木板A，在木板的左端有一个大小不计、质量为2 kg的小物体B，A、B 之间的动摩擦因数为0.2，开始时，A、B均静止，当对B施加10 N水平向 右的力时，问：（g取10 m/s2） （1）A、B的加速度各为多大？ 答案：1 m/s2　3 m/s2 物理·必修第一册 目 录 解析： A、B间的摩擦力Ff＝μmBg＝4 N 以B为研究对象，根据牛顿第二定律得 F－Ff＝mBaB， 则aB＝＝3 m/s2， 以A为研究对象，根据牛顿第二定律得 Ff'＝mAaA， 由牛顿第三定律得Ff'＝Ff， 解得aA＝1 m/s2。 物理·必修第一册 目 录 （2）经过多长时间可将B从木板A的左端拉到右端？ 答案： 0.8 s 解析：设将B从木板的左端拉到右端所用时间为t，A、B在这段时间内发生 的位移分别为xA和xB，其关系如图所示，则有xA＝aAt2，xB＝aBt2，xB－xA ＝L， 联立解得t＝0.8 s。 物理·必修第一册 目 录 1. 如图所示，质量M＝8 kg的长木板放在光滑的水平面上，在长木板左端 加一水平恒定推力F＝8 N，当长木板向右运动的速度达到1.5 m/s时，在长 木板右端轻轻地放上一个大小不计，质量m＝2 kg的小物块，物块与长木 板间的动摩擦因数μ＝0.2，长木板足够长。（g取10 m/s2）问： 物理·必修第一册 目 录 （1）小物块放在长木板上后，小物块及长木板共速前的加速度各为多 大？ 答案：2 m/s2　0.5 m/s2　 解析：设小物块的加速度为am，由牛顿第二定律得 μmg＝mam，则am＝2 m/s2， 长木板的加速度aM＝＝0.5 m/s2。 （2）经多长时间两者达到相同的速度？ 答案：1 s　 解析：由amt＝v0＋aMt，可得t＝1 s。 物理·必修第一册 目 录 （3）从小物块放上长木板开始，经过t＝1.5 s小物块的位移大小为多少？ 答案：2.1 m 解析：在开始1 s内小物块的位移x1＝am＝1 m， 1 s末速度为v＝amt1＝2 m/s，在接下来的0.5 s内小物块与长木板相对静 止，一起做加速运动且加速度为 a＝＝0.8 m/s2， 在此0.5 s内的位移x2＝vt2＋a＝1.1 m， 小物块通过的总位移x＝x1＋x2＝2.1 m。 物理·必修第一册 目 录 类型二｜地面不光滑的板块模型问题 【例3】　（12分）如图所示，放在水平地面上的长木板质量M＝2.0 kg、 长度l＝2.5 m，它与水平地面间的动摩擦因数μ1＝0.2，与水平地面间的最 大静摩擦力与滑动摩擦力大小相同①。一质量为m＝3.0 kg、可视为质点的 滑块从长木板的右侧以初速度v0向左滑上长木板，长木板刚开始运动时的 加速度大小a1＝1 m/s2②，重力加速度大小g取10 m/s2。 （1）求滑块与长木板间的动摩擦因数μ2和滑块刚开始运动时的加速度大小a2； （2）要使滑块不滑出长木板且恰好运动到长木板的左侧末端③，求滑块的 初速度大小v0。 物理·必修第一册 目 录 信息读取 信息加工 与水平地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相同① 长木板与水平地面间的最大静摩擦力为Ff1＝μ1（m＋M）g 长木板刚开始运动时的加 速度大小a1＝1 m/ 对长木板利用牛顿第二定律有μ2mg－μ1（m＋M）g＝Ma1 要使滑块不滑出长木板且恰好运动到长木板的左侧末端③ 滑块相对长木板的位移为长木板的长度，且最后长木板与滑块速度相等 教您审题 物理·必修第一册 目 录 规范解答：（1）根据牛顿第二定律可知，对长木板有μ2mg－μ1（M＋m）g ＝Ma1 （2分） 解得μ2＝0.4（1分） 对滑块有μ2mg＝ma2（2分） 解得a2＝4 m/s2。（1分） 答案：（1）0.4　4 m/s2　（2）5 m/s 物理·必修第一册 目 录 （2）滑块不滑出长木板且恰好运动到长木板的左侧末端时，长木板、滑 块速度相等。设经过时间t，长木板、滑块的速度相等，则有v0－a2t＝a1t （2分） 根据位移关系得v0t－a2t2－a1t2＝l（2分） 代入数据解得t＝1 s，v0＝5 m/s。（2分） 物理·必修第一册 目 录 方法归纳 分析板块模型应关注的两个关键 物理·必修第一册 目 录 2. 如图所示，在足够大的水平地面上静置一木板，可视为质点的物块以v0 ＝3 m/s的速度从左端滑上木板，最终物块恰好到达木板的右端，木板沿地 面运动的距离恰好等于木板的长度。已知物块与木板间的动摩擦因数μ1＝ 0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.05，取重力加速度大小g＝10 m/s2， 则木板的长度为（　　） A. 1.0 m B. 1.5 m C. 2.0 m D. 2.5 m √ 物理·必修第一册 目 录 解析：　设物块的质量为m，木板的质量为M，在物块减速和木板加速到 共速的时间为t1，此过程中物块和木板的加速度分别为a1、a2，有a1＝ ＝2 m/s2，a2＝，v0－a1t1＝a2t1＝v，木板的位移为x1＝ t1，两者共速后，因μ1＞μ2，则一起减速到停止，共同减速的加速度为 a3，有 a3＝＝0.5 m/s2，木板的位移为x2＝，木板沿地面运 动的距离恰好等于木板的长度，即L＝x1＋x2，最终物块恰好到达木板的右 端，即物块相对木板滑动的位移为板长，有L＝t1－x1，联立各式解得 t1＝1 s，L＝1.5 m，故选B。 物理·必修第一册 目 录 02 PART 课时作业 目 录 1. 〔多选〕如图所示，质量为m1的足够长的木板静止在光滑水平地面上， 其上放一质量为m2的木块。t＝0时刻起，给木块施加一水平恒力F。分别用 a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小，下列图中可能符合运 动情况的是（　　） 1 2 3 4 5 6 √ √ 物理·必修第一册 目 录 解析：木块和木板可能保持相对静止，一起做匀加速直线运动，加速度大小相等，故A正确；木块可能相对于木板向前滑动，即木块的加速度a2大于木板的加速度a1，都做匀加速直线运动，故B、D错误，C正确。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第一册 目 录 2. 〔多选〕如图，质量m1＝4 kg的木板放在光滑的水平面上，其上放置一 个质量m2＝2 kg的小物块，木板和物块间的动摩擦因数为0.4，木板的长度 L＝4 m，物块可视为质点，现用一大小F＝16 N的力作用在物块上，下列 说法正确的是（g取10 m/s2）（　　） A. 木板的加速度为2 m/s2 B. 物块的加速度为6 m/s2 C. 经过2 s物块从木板上滑离 D. 物块离开木板时的速度为8 m/s √ √ √ 1 2 3 4 5 6 物理·必修第一册 目 录 解析：对木板，由牛顿第二定律可得μm2g＝m1a1，解得a1＝2 m/s2，对物块，由牛顿第二定律可得F－μm2g＝m2a2，解得a2＝4 m/s2，A正确，B错误；物块从木板上滑离时，位移关系满足a2t2－a1t2＝L，解得t＝2 s，C正确；物块滑离木板时的速度v2＝a2t＝8 m/s，D正确。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第一册 目 录 3. 〔多选〕如图所示，一长木板（厚度不计）静置于足够大的光滑水平面 上，一滑块（视为质点）以初速度v0从长木板的一端开始沿长木板运动。 已知长木板的质量大于滑块的质量，则从滑块滑上长木板开始计时，滑块 与长木板运动的速度—时间图像可能为（　　） √ √ 1 2 3 4 5 6 物理·必修第一册 目 录 解析：在v-t图像中，图线斜率的绝对值表示加速度的大小，由于水平面光滑，且长木板的质量大于滑块的质量，两个物体各自所受的合力就是它们之间的摩擦力，根据牛顿第二定律可知，长木板的加速度小于滑块的加速度，即长木板的v-t图线的斜率的绝对值较小。若滑块最终没有离开长木板，两者速度相等，一起运动，A正确，B错误；若滑块最终滑离长木板，离开长木板时滑块的速度大于长木板的速度，C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第一册 目 录 4. 如图所示，质量m0＝20 kg、长度L＝5 m的木板放在水平面上，木板与 水平面间的动摩擦因数μ1＝0.15。质量m＝10 kg 的小木块（可视为质点） 以v0＝4 m/s的速度从木板的左端滑上木板，小木块与木板间的动摩擦因数 μ2＝0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2。下列判断中正确的 是（　　） A. 木板一定静止，小木块不能滑出木板 B. 木板一定静止，小木块能滑出木板 C. 木板一定向右滑动，小木块不能滑出木板 D. 木板一定向右滑动，小木块能滑出木板 √ 1 2 3 4 5 6 物理·必修第一册 目 录 解析：　木板与水平面间的最大静摩擦力Ff1＝μ1（m0＋m）g＝0.15× （20＋10）×10 N＝45 N，小木块与木板之间的摩擦力Ff2＝μ2mg＝ 0.4×10×10 N＝40 N，由于Ff1＞Ff2，所以木板一定静止；设小木块在木 板上滑行的距离为x，有＝2μ2gx，解得x＝2 m，由于x＜L＝5 m，所以 小木块不能滑出木板，A正确。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第一册 目 录 5. 〔多选〕用货车运输规格相同的两层水泥板，底层水泥板固定在车厢 内，为防止货车在刹车时上层水泥板撞上驾驶室，上层水泥板按如图所示 方式放置在底层水泥板上。货车以3 m/s2的加速度启动，然后以12 m/s的速 度匀速行驶，遇紧急情况后以8 m/s2的加速度减速至停止。已知每块水泥 板的质量为250 kg，水泥板间的动摩擦因数为0.75，最大静摩擦力等于滑 动摩擦力，取g＝10 m/s2，则（　　） A. 启动时上层水泥板所受摩擦力大小为750 N B. 刹车时上层水泥板所受摩擦力大小为2 000 N C. 货车在刹车过程中行驶的距离为9 m D. 在货车停止运动时上层水泥板相对底层水泥板滑动的距离为0.6 m √ √ 1 2 3 4 5 6 物理·必修第一册 目 录 解析：摩擦力提供给水泥板最大的加速度a'＝μg＝7.5 m/s2，启动时，加速度小于最大加速度，上层水泥板所受摩擦力为静摩擦力，大小为Ff＝ma＝250×3 N＝750 N，A正确；刹车时的加速度大于摩擦力提供给水泥板的最大加速度，上层水泥板所受摩擦力为滑动摩擦力，其大小为Ff＝μmg＝1 875 N，B错误；货车在刹车过程中行驶的距离s＝＝9 m，C正确；货车停止时间t＝＝1.5 s，该时间内，上层水泥板滑动的距离s'＝vt－μgt2＝9.562 5 m，货车停止时上层水泥板相对底层水泥板滑动的距离为Δs＝s'－s＝0.562 5 m，D错误。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第一册 目 录 6. （2025·山东齐河一中高一期末）如图所示，木板A的质量M＝3 kg，A 与水平地面之间的动摩擦因数μ1＝0.4，一质量m＝2 kg的小滑块B（可视 为质点）静止在木板的左端，小滑块B与木板A的动摩擦因数μ2＝0.2。现 给木板A一个瞬间向左的初速度v0＝4 m/s，重力加速度g＝10 m/s2。 （1）分别求初始时刻A、B的加速度； 答案：8 m/s2　2 m/s2　 1 2 3 4 5 6 物理·必修第一册 目 录 解析：对A，根据牛顿第二定律得Ff地＋FfB＝MaA 其中Ff地＝μ1（M＋m）g，FfB＝μ2mg 代入数据解得aA＝8 m/s2 方向向右 对B有FfB＝μ2mg＝maB 解得aB＝2 m/s2 方向向左。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第一册 目 录 （2）要使滑块B始终未从木板上滑下，木板的长度L至少多长。 答案：0.8 m 解析：由于A做减速运动，B做加速运动，假设当B刚滑到木板最右端时两 者共速，此时B向右滑行相对距离最远，则有v共＝v0－aAt＝aBt 代入数据，解得t＝0.4 s，v共＝0.8 m/s 由运动学公式可得xA＝，xB＝ 木板的长度至少为L＝xA－xB 代入数据解得L＝0.8 m。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第一册 目 录 THANKS 演示完毕 感谢观看 $