第3章 第5讲 专题提升：动力学中的板块模型（PPT课件）-【满分思维】2027年高考一轮总复习·物理

该高中物理高考复习课件聚焦“动力学中的板块模型”专题，依据高考评价体系梳理了木板带动滑块、滑块带动木板两种核心类型，覆盖水平与斜面两大考向，通过模拟预测典题分析“速度相等临界条件”“相对位移关系”等高频考点，归纳受力分析、运动学公式应用等常考题型，体现高考备考的针对性。 课件亮点在于“模型建构+临界分析+真题演练”的复习策略，如典题1中通过整体与隔离法分析摩擦力及加速度，培养科学思维与运动和相互作用观念。提供思维流程步骤与解题关键，帮助学生掌握板块相对运动判断技巧，教师可据此系统开展专题复习，提升学生应试能力。

第5讲　专题提升:动力学中的板块模型 题型一　木板带动滑块运动的情形 题型二　滑块带动木板运动的情形 目 录 索 引 1.板块模型的两种类型 类型图示 规律分析   木板B带动物块A,物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板左端时二者速度相等,则位移关系为xB=xA+L(将物块A看成质点)   物块A带动木板B,物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板右端时二者速度相等,则位移关系为xB+L=xA(将物块A看成质点) 2.解题关键 (1)摩擦力的分析判断:由滑块与木板的相对运动来判断“板块”间的摩擦力方向。 (2)挖掘“v物=v板”临界条件的拓展含义:摩擦力突变的临界条件:当v物=v板时, “板块”间的摩擦力可能由滑动摩擦力转变为静摩擦力或者两者间不再有摩擦力(水平面上共同匀速运动)。 ①滑块恰好不滑离木板的条件:滑块运动到木板的一端时,v物=v板; ②木板最短的条件:当v物=v板时滑块恰好滑到木板的一端。 3.分析板块模型的思维流程 题型一　木板带动滑块运动的情形 考向一　水平面上木板带动滑块 典题1 (2025内蒙古模拟预测)物理课上,老师演示惯性实验,如图所示,将质量为9m、长度为L的课本放在水平桌面上,质量为m的橡皮(可视为质点)放在课本的中央,课本与橡皮的滑动摩擦因数为2μ,课本与桌面的滑动摩擦因数为μ,若作用于课本的水平力为F,重力加速度为g。 (1)要使橡皮和课本有相对运动,F至少多大? (2)若施加力F=66μmg时,橡皮和课本能相对滑动,求橡皮从课本脱落的时间t(结果用μ、L、g表示)。 答案 (1)30μmg　(2) 解析 (1)当橡皮与课本间的静摩擦力达到最大时,即橡皮的加速度达到最大时,二者恰好相对静止,此时的力F为临界值,设橡皮的最大加速度为a1,对橡皮,由牛顿第二定律得2μmg=ma1 解得a1=2μg 对整体,由牛顿第二定律得F-μ(9m+m)g=(9m+m)a1 代入数据解得F=30μmg。 (2)若施加力F=66μmg时,显然超过临界值,橡皮和课本能相对滑动,此时橡皮的加速度仍为a1,设课本的加速度为a2,对课本,由牛顿第二定律得F-μ(9m+m)g-2μmg=9ma2,代入数据解得a2=6μg,设橡皮从课本脱落的时间为t,橡皮的位移为x1=1t2,课本的位移为x2=2t2,二者位移关系为x2-x1=,代入数据解得t=。 考向二　斜面上木板带动滑块 典题2 (2025江苏扬州模拟)如图甲所示,倾角为θ的光滑斜面上有固定挡板A,斜面上叠放着小物块B和薄木板C,木板下端位于挡板A处,整体处于静止状态。木板C受到逐渐增大的沿斜面向上的拉力F作用时,木板C的加速度a与拉力F的关系图像如图乙所示,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,则由图像可知下列说法正确的是(　　) A.10 N<F<15 N时物块B和木板C相对滑动 B.木板和物块两者间的动摩擦因数不可求出 C.由题目条件可求木板C的质量 D.F>15 N时物块B和木板C相对滑动 D 解析 由图像可知,当10 N<F<15 N时物块B和木板C相对静止,当F>15 N时木板的加速度变大,可知此时物块B和木板C产生了相对滑动,故A错误,D正确。对木板和物块整体,当F1=10 N时,F1=(m'+m)gsin θ,当F2=15 N时, a=2.5 m/s2,则F2-(m'+m)gsin θ=(m'+m)a,联立可得m'+m=2 kg,sin θ=;当F2=15 N时,a=2.5 m/s2,此时物块和木板开始发生相对滑动,物块和木板之间的摩擦力达到最大,则对物块有μmgcos θ-mgsin θ=ma,联立可得μ=,但是不能求解木板C的质量,故B、C错误。 题型二　滑块带动木板运动的情形 考向一　水平面上滑块带动木板 典题3 (2025河北沧州模拟预测)如图所示,质量mC=7.0 kg的长木板C置于水平桌面上,质量mB=14.0 kg的滑块B(可视为质点)置于木板C的最左端,轻绳一端跨过定滑轮与质量mA=10 kg的物块A连接,定滑轮和滑块B间轻绳水平。初始时在外力作用下A静止在距地面高度H=1.5 m位置且A、B间的轻绳自然伸直。已知B与C间的动摩擦因数μ1=0.2,C与桌面间的动摩擦因数μ2=0.1,A与地面碰撞后不反弹,C不会与滑轮相碰。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。某时刻释放A。 (1)求A落地前瞬间B和C的速度大小。 (2)为了使B不从C上滑落,求C的最小长度。 (3)若C的右端恰运动到桌子右边缘,求初始时C的右 端到桌子右边缘的距离。(结果均可用分数表示) 答案 (1)3 m/s　1 m/s　(2) m　(3) m 解析 (1)由静止释放A,假设B和C有相对运动,对A和B分析, 根据牛顿第二定律得mAg-μ1mBg=(mA+mB)a1 对C分析,根据牛顿第二定律得μ1mBg-μ2(mC+mB)g=mCa2 解得a1=3 m/s2,a2=1 m/s2 因为a1>a2,假设成立;A向下运动高度H时有H=1 解得t1=1 s 则A落地前瞬间B和C的速度大小分别为v1=a1t1=3 m/s,v2=a2t1=1 m/s。 (2)作出B和C运动的v-t图像如图所示,t1=1 s后C加速度不变,继续加速,B做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律得a3=μ1g=2 m/s2 又经过t2时间B、C共速,根据运动学公式有v1-a3t2=v2+a2t2 解得t2= s 此时速度大小v3= m/s 设此后B、C一起运动,二者匀减速运动的加速度大小a3=μ2g=1 m/s2 此时B、C之间的静摩擦力小于最大静摩擦力,因此假设成立 综上C长度最小值L=(a1-a2)(v1-v2)t2= m。 (3)为使C右端恰运动到桌子右边缘,C的右端到桌子右边缘的距离为s=2×2(t1+t2)2= m。 考向二　斜面上滑块带动木板 典题4 如图所示,倾角θ=37°的光滑斜面固定在 水平地面上,初始状态时,质量为m'=0.2 kg、长度 为L=1 m的薄木板放在斜面上,且薄木板下端与斜 面底端的距离s=1.92 m,现将薄木板由静止释放, 同时质量m=0.1 kg的滑块(可视为质点)以速度v0=3 m/s从木板上端沿斜面向下冲上薄木板。已知滑块与薄木板间的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。 (1)通过计算判断滑块能否脱离薄木板; (2)求薄木板从开始运动到下端到达斜面底端的时间。 答案 (1)不能脱离薄木板　(2)0.7 s 解析 (1)开始运动时,滑块的加速度大小为a1=gsin θ-μgcos θ=2 m/s2 薄木板的加速度大小为a2==8 m/s2 假设滑块不脱离薄木板,当两者达到共速时,有v=v0+a1t1=a2t1 解得t1=0.5 s,v=4 m/s 滑块下滑的位移大小为x1=t1=1.75 m 薄木板下滑的位移大小为x2=t1=1 m 两者相对位移大小为Δx=x1-x2=0.75 m<L=1 m 假设成立,滑块不能脱离薄木板。 (2)此后两者一起沿斜面向下运动,加速度大小为a3=gsin θ=6 m/s2 当薄木板下端到达斜面底端时,有s-x2=vt2+3 解得t2=0.2 s 故从开始运动到薄木板下端到达斜面底端的时间为t=t1+t2=0.7 s。 甲 乙 $