专题 板块问题 课件-2026-2027学年高一上学期物理教科版必修第一册

专题：板块问题 第 四 章 1.能正确运用牛顿运动定律处理水平面上的滑块—木板问题(重难点)。 2.熟练应用牛顿运动定律解决实际问题(重点)。 学习目标 内容索引 一、地面光滑的板块问题 二、地面粗糙的板块问题 < 一 > 地面光滑的板块问题 　(2024·自贡市高一期末)如图所示，光滑水平桌面上静置一质量M为2 kg的长木板B，一质量m为1 kg的小物块A从长木板的左端以大小为3 m/s的初速度v0滑上长木板，A、B间的动摩擦因数μ为0.2，重力加速度g取10 m/s2，小物块可视为质点。 例1 (1)A刚滑上B时，A受到　　(填“静”或“滑动”)摩擦力，方向_______　　 　 ，物块A做　　　　　运动；木板B受到摩擦力的方向　　　　，木板B做　　　 　运动；若木板B足够长，二者最终达到　　 　。 滑动 水平向 左 匀减速直线 水平向右 匀加速直线 共同速度 (2)求A刚滑上B时，A、B的加速度大小。 答案　2 m/s2　1 m/s2 对小物块A：μmg=ma，解得a=2 m/s2 对木板B：μmg=Ma'，解得a'=1 m/s2。 拓展1　若小物块A恰好没有滑离木板B，求木板的长度。 答案　见解析 设经过时间t二者达到共同速度，则有v0-at=a't 得t==1 s 小物块A匀减速运动的位移x=v0t-at2 木板B匀加速运动的位移x'=a't2 则木板长L=x-x' 解得L=1.5 m。 拓展2　(1)画出拓展1中物块A和长木板B的v-t图像，并在图像中用阴影部分表示出相对位移的大小； 答案　 (2)由v-t图像计算A和B的相对位移大小。 答案　1.5 m 　如图所示，在光滑的水平地面上有一个质量为mB=4 kg的木板B，在木板的左端有一个大小不计、质量为mA=2 kg的小物体A，A、B间的动摩擦因数为μ=0.2，现对A施加向右的水平恒力F。(g取10 m/s2) 例2 (1)若A、B间恰好发生相对滑动时，则B受到　　(填“向左”或“向右”)的摩擦力；B的加速度大小为　 m/s2，此加速度也是B能获得的_______ (填“最大”或“最小”)加速度，此时水平恒力的大小为　　 N。  向右 1 最大 6 B受到向右的滑动摩擦力 由μmAg=mBa0得：a0=1 m/s2 此加速度为B能获得的最大加速度 此时F0=(mA+mB)a0=6 N (2)当F=4 N时，求A、B的加速度分别为多大？ 答案　 m/s2　 m/s2 因F=4 N<F0=6 N，则A、B未发生相对滑动，由F=(mA+mB)a得aA=aB = m/s2 (3)当F=10 N时，求A、B的加速度分别为多大？ 答案　3 m/s2　1 m/s2 F=10 N >F0=6 N，A、B发生相对滑动，A、B间的摩擦力f=μmAg=4 N 以A为研究对象，根据牛顿第二定律得， F-f=mAaA'， 解得aA'=3 m/s2 B的加速度aB'=a0=1 m/s2。 拓展　当F=10 N，木板长为L=0.64 m时。 (1)经过多长时间可将物体A从木板B的左端拉到右端？ 答案　0.8 s 设将A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=aA't2 xB=aB't2 xA-xB=L 解得t=0.8 s。 (2)画出A、B运动的v-t图像，并用阴影部分表示木板的长度。 答案　见解析图 解决板块问题的基本思路 1.明确滑块和木板之间的相对运动情况，确定摩擦力的性质，分别画出两物体所受摩擦力的方向。 2.分别隔离滑块和木板求各自的加速度。要注意当滑块与木板的速度相同时，摩擦力发生突变的情况。 3.明确位移关系：滑块与木板叠放在一起运动时，应仔细分析滑块与木板的运动过程，明确滑块与木板对地的位移和滑块与木板之间的相对位移之间的关系。一般情况下，若同向运动，则x1-x2=L；若反向运动，则x1+x2=L。 总结提升 返回 < 二 > 地面粗糙的板块问题 　(2024·攀枝花市高一期末)如图所示，粗糙水平地面上，静止放置质量为M的长木板B，一小物块A质量为m，以速度v0冲上木板，若木板与地面间动摩擦因数为μ2，物块与木板间动摩擦因数为μ1，重力加速度为g。 (1)试分析木板相对地面发生滑动的条件； 例3 答案　见解析 如图所示，对木板受力分析，木板相对地面发生滑动的条件： μ1mg>μ2(M+m)g (2)若木板相对地面发生了滑动，且物块能从木板上滑下，分析物块在木板上运动的过程中各自的加速度大小。 答案　见解析 a块=μ1g a板=。 拓展1　若m=M=10 kg，木板长L=3 m，μ1=0.3，μ2=0.1，g取10 m/s2。 (1)发生相对滑动时，A和B的加速度各是多少？ 答案　3 m/s2　1 m/s2 分别对物块A、木板B进行受力分析可知，A在B上向右做匀减速运动， 设其加速度大小为a1，则有a1==3 m/s2 μ1mg>μ2(M+m)g，故木板B向右做匀加速运动， 设其加速度大小为a2，则有a2==1 m/s2 (2)若A刚好没有从B上滑下来，则v0为多大？ 答案　2 m/s 由题意可知，A刚好没有从B上滑下来， 则A滑到B最右端时的速度和B的速度相同， 设为v，则有， 时间关系：t== 位移关系：L=t-t 解得v0=2 m/s。 拓展2　若拓展1中物块A以v0=2 m/s速度冲上木板，定性画出A、B从开始到最终停下来的整个过程中的v-t图像。 答案　 　如图所示，木板B、木块A静止在粗糙水平面上，质量分别为M、m，外力F作用在木块上，逐渐增大F。则： (1)木板B一定会相对水平地面滑动吗？ 例4 答案　不一定。若fAB>fB地，则木板B相对地面滑动，若fAB≤fB地，则木板B相对地面静止。 (2)若木板B和地面间、木板B和木块A之间都发生相对滑动，A、B间动摩擦因数为μ1，B与地面间动摩擦因数为μ2，重力加速度为g，分析A、B加速度的大小？ 答案　对A： aA= 对B： aB=。 拓展1　若M=m=1 kg，板长为4 m，μ1、μ2分别为0.4和0.1，g取10 m/s2，当施加恒力F=8 N时 (1)求施加恒力F后木块和木板的加速度大小； 答案　4 m/s2　2 m/s2 以木块为研究对象，根据牛顿第二定律得F-μ1mg=ma1， 以木板为研究对象，根据牛顿第二定律得 μ1mg-μ2(M+m)g=Ma2 代入数据解得木块的加速度大小a1=4 m/s2 木板的加速度大小a2=2 m/s2 (2)木块经过多长时间到达木板的最右端，并求此时木板的速度大小； 答案　2 s　4 m/s 设木块运动到木板的最右端所用时间为t， 则此过程木块的位移为x1=a1t2 木板的位移为x2=a2t2 两者的位移关系为L=x1-x2， 代入数据解得t=2 s或t=-2 s(舍去) 此时木板的速度v=a2t=4 m/s。 (3)当木块运动到木板最右端时，把木块拿走，木板还能继续滑行的距离。 答案　8 m 拿走木块后木板做匀减速运动的加速度大小为a3=μ2g=0.1×10 m/s2=1 m/s2， 则木板还能继续滑行的距离 x3== m=8 m。 拓展2　画出拓展1整个过程中A、B运动的v-t图像。 答案 返回 第 四 章 本课结束 $