专题突破 专题1 滑块—滑板模型 课件 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦“滑块—滑板模型”，系统梳理模型特点、临界状态分析及位移关系，通过母题探究与子题拓展，搭建从单一物体到多物体、从静态到动态的学习支架，衔接运动和力的基础知识点。 其亮点在于融合科学思维中的模型建构与科学推理，如借助v-t图像分析多过程运动，通过“先虚后实”画图技巧突破相对位移计算。结合高考真题与分层训练，培养学生问题解决能力，教师可直接用于专题教学，提升课堂效率。

第四章 运动和力的关系 专题突破 专题1 滑块—滑板模型 1 1 模型特点 滑块—滑板模型涉及多个物体、多个运动过程，并且物体间还存在相对运动，解题 的关键是确定各物体在各个运动过程中的加速度（注意运动状态改变时加速度可能 突变），并找出物体之间的位移（路程）关系或速度关系（ 一个过程的 末速度是下一个过程的初速度。）。 专题突破 2 2 解题思路 名师点拨 两种位移关系 滑块从滑板的一端运动到另一端的过程中： （1）若滑块和滑板向同一方向运动，则 滑块的位移大小和滑板的位移大小之差等 于滑板的长度；（2）若滑块和滑板向相 反方向运动，则滑块的位移大小和滑板的 位移大小之和等于滑板的长度。 专题突破 3 3 常见命题类型 类型1 水平面上的滑块—滑板模型 例1 如图所示，物块、的质量分别为和 ，静止叠放在水平 地面上。、间的动摩擦因数为 ，与地面间的动摩擦因数为 。设最大静摩 擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。现对物块施加一水平向右的拉力 ，请结 合受力分析回答下列问题: 专题突破 4 （1）判断物块能否被拉动？（启动临界）若能，求物块恰好被拉动时 的大小。 【答案】能 【解析】 对物块而言，物块对其向右的摩擦力 为动力，地面对其向 左的摩擦力为阻力。由题意知，、间的最大静摩擦力， 与地面间的最大静摩擦力，则，故物块 能够被拉动。当物块恰好被拉动时，、相对静止， 与地面相对滑动，此时 。 专题突破 5 （2）若物块、恰好发生相对滑动，求此时拉力 的值。（相对滑动临界） 【答案】 【解析】 拉力直接作用在物块上，当开始运动，且、 相对静止时， 两者的共同加速度随拉力的增大而增大；而物块的动力完全来源于 对其施加的 静摩擦力，由于、间的静摩擦力存在最大值，因此物块 能够获得 的加速度存在上限（在此板块模型中，物块 为“加速度受限体”）。 当拉力继续增大，系统的共同加速度超过物块的最大加速度时，、 之间就会发生 相对滑动。因此，恰好发生相对滑动的临界状态为:、 间的静摩擦力刚好达到最大值 ，此时两物块仍保持相对静止，并以物块的最大加速度 共同向右加速运动。 专题突破 6 [第1步:隔离受限体，求临界加速度] 当物块达到最大加速度时，对其单独进行受力分析。在水平方向上，物块受到 对其向右的最大静摩擦力，以及地面对其向左的滑动摩擦力 。根据牛顿第二 定律有 代入数据可得 [第2步:利用整体法，求临界拉力] 处于临界状态时，将、视为一个整体，整体以临界加速度 运动。对整体进行 受力分析，根据牛顿第二定律有 代入数据可得 解得恰好发生相对滑动时 。 专题突破 7 子题1 将水平拉力改为作用在物块上，求、恰好发生相对滑动时拉力 的大小。 【答案】 【解析】 作用在物块上时，物块 为“加速度受限体”。 当拉力逐渐增大，一旦系统的共同加速度超过物块的最大加速度，、 之间就会 发生相对滑动。因此，恰好发生相对滑动的临界状态为:、 间的静摩擦力刚好达到 最大值，此时两物块仍保持相对静止，并以物块的最大加速度 共同向右加 速运动。 专题突破 8 [第1步:隔离受限体，求临界加速度] 当物块达到最大加速度时，对其单独进行受力分析。在水平方向上，物块 仅受到 对其向右的最大静摩擦力。根据牛顿第二定律有 ，代入数据可得 [第2步:利用整体法，求临界拉力] 处于临界状态时，将、视为一个整体，整体以临界加速度 运动。对整体进行 受力分析，根据牛顿第二定律有 ,代入数据可得 ，解得、恰好发生相对滑动时拉力 。 专题突破 9 子题2 当施加在上的水平拉力时，物块、 的加速度大小各是多少？ （共同运动求加速度。） 【答案】 【解析】由上述问题分析知，当时，物块、 静止；当 时，物块、 保持相对静止，一起向右做匀加速直线运动；当 时，物块、 相对滑动。 则当时，物块、以共同加速度相对地面向右做匀加速直线运动，对 、 整体受力分析，在水平方向上受到向右的拉力和地面对其向左的滑动摩擦力 ， 根据牛顿第二定律有，解得 。 专题突破 10 子题3 当施加在上的水平拉力时，物块、 的加速度大小各是多少？ （相对滑动求加速度。） 【答案】 【解析】当时，物块、发生相对滑动，则物块 达到了最大加速度，此 时，对物块采用隔离法分析受力，在水平方向上受向右的拉力 和物块对其向左的滑动摩擦力。根据牛顿第二定律有 ，解得 。 反思感悟 破解板块模型，切忌盲目列式，核心在于“先判后算”:先抓临界状态，划定 不同运动情况下的外力区间；再据此判定当前状态，灵活选用整体法或隔离法计算 加速度。 专题突破 11 子题4 若、的质量分别为和，外力，其他条件不变，求物块、 的加速度大小。（解答题中还常用另一种思路判断物块、 运动情况，详见解析。） 【答案】 [第1步:判断物块 能否被拉动] 由题意知、间最大静摩擦力， 与地面间的最大静摩擦力 ，，且此时，故物块 能够 被拉动，物块、 能一起相对地面向右运动。 专题突破 12 [第2步:假设、相对静止共同加速，判断此时物块需要的动力（对 的摩擦 力），若则假设成立，、一起向右加速运动；若 则假设不 成立，、 发生相对滑动。] 假设物块、 相对静止共同加速，对整体应用牛顿第二定律有 ，解得假设情况下的共同加速度大小；对 隔 离分析，设的加速度大小为时其所需动力为，则 ，解得 ，因此假设不成立，物块、 必然发生相对滑动。 [第3步：计算实际加速度] 隔离物块,有 即，解得 隔离物块，有 即，解得 。 专题突破 13 反思感悟 水平面上有外力作用的两种常见情境分析 情况说明：质量分别为、的物块和木板叠放在光滑的水平面上,、 之间的 动摩擦因数为 ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,现有一水平向右的拉力作用在物块 或木板上。 情境1：外力作用在物块上 _______________________________________________________ 情境2：外力作用在木板上 ____________________________________________________________ 专题突破 14 ①两者相对静止 对、整体: 。 对木板 受到的摩擦力向右,大小为 。 ,即,得 , 。 ①两者相对静止 对物块 受到的摩擦力向右， 。 对、整体: 。 ,即,得 , 。 ②、 发生相对滑动，则有 ，且 。 ②、 发生相对滑动,则有 ,且 。 续表 专题突破 15 类型2 借助 图像分析复杂板块运动 例2 (全国卷Ⅲ高考题改编)如图，两个滑块和的质量分别为 和 ，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为 ，木板的质量为，与地面间的动摩擦因数为。某时刻、 两滑块开始相向滑动，初速度大小均为。、相遇时， 与木板恰好相 对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小 。 （1）画出全过程中、、木板运动的 图像，并计算木板的长度； 【答案】 图像见解析图 1.9 m 专题突破 16 （2）计算木板在地面上运动的距离。 【答案】 【解析】规定向右为正方向 对,根据牛顿第二定律有 解得 ，方向向右 对,根据牛顿第二定律有 解得 ，负号表示方向向左 对木板,根据牛顿第二定律有 解得 ，方向向右 专题突破 17 设经过时间，与木板达到共同速度 对有 对木板有 联立解得， 假如木板不动，只是、的单独减速，由运动学公式易得，时、 的速 度减为0 由以上分析可作出图甲。 图甲 专题突破 18 分析 与木板在①点共速后的运动 假设 若与木板共速后一起运动，对 和木板整体有 解得 ，负号表示方向向左 专题突破 19 检验 对隔离分析,假设具有该加速度， 所受木板的静摩擦力大小为 ,故假设成立 因此与木板在①点共速后，将保持相对静止，一起以大小为 的加速度向右 做匀减速直线运动 设从交点①再经过时间，三者达到共同速度 对有 对与木板整体有 联立解得， 专题突破 20 故三者共速所需时间 由以上分析可作出图乙。 图乙 专题突破 21 分析 与木板在③点共速后的运动 假设 若、、木板共速后一起运动，则对、 、木板组成的整体进行受力分析， 根据牛顿第二定律有 ，解得 ，负号表示方向向左 专题突破 22 图丙 检验 分别对和 进行受力分析，假设它们 具有该加速度，计算所需的静摩擦力 对有 对有 故假设成立，则、 与木板在③点共速后将 保持相对静止，一起以大小为 的加速 度向右做匀减速直线运动直至停止 专题突破 23 设从三者共速到最终静止还需要经历的时间为 对、与木板组成的整体有 解得 故从系统开始运动到最终完全静止，所经历的总时间为 由以上分析可作出图丙。 专题突破 24 图丁 （1）计算木板长度 依据题意，图丁中阴影部分面积表示木板长度 ， 则 ,故木板长度为 。 专题突破 25 图戊 （2）计算木板在地面上运动的距离 依据题意，图戊中阴影部分面积表示木板在地 面上运动的距离 ，则 ， 故木板移动距离为 。 专题突破 26 反思感悟 利用 图像分析板块模型的多过程运动 1.画图技巧 在处理板块模型时，画 图像建议采用“先虚后实”的方法，具体分三步进行。 （1）画虚线，找共速点 先根据初始阶段的受力算出加速度，用虚线画出两个物体的 图线。两条虚线的 交点，就是两物体达到共同速度的时刻。 专题突破 27 （2）共速瞬间， 重新进行受力分析 （易错点） 若两物体间存在滑动摩擦力，则当两物体速度相等时，摩擦力可能会发生突变，此 时需要重新对物体进行受力分析，算一算它们接下来是“一起走”（保持相对静止， 有共同的加速度），还是“分开走”（再次发生相对滑动，有各自的新加速度），以 此来确定后面图线的倾斜程度。 （3）确认无误，描出实线 共速之后的运动状态和新的加速度都算清楚后，再把真正发生的运动过程由虚线描 成实线。 专题突破 28 2. 图像计算技巧 （1）抓交点（求共速）:图线的交点就是两物体达到共同速度的时刻。计算思路很 直接:列出两物体速度相等的方程 ，解出共速时间和共同速度的大小。 （2）算单线面积（求绝对位移）:单条图线与时间轴围成的面积，表示这个物体相 对地面的位移（绝对位移）。注意区分方向:时间轴上方的面积代表正向位移，下方 的面积代表反向位移。 （3）算双线面积（求相对位移）:两条图线所包围的面积，直接表示这两个物体的 相对位移（ 算相对位移时，不用管图线是在时间轴的上方还是下方，直 接用几何公式算它们围成的图形面积即可，这能完美避开正负号的易错坑！）。 专题突破 29 类型3 斜面上的滑块—滑板模型 例3 避险车道（标志如图甲所示）是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和 防撞设施等组成，如图乙所示的竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为 的斜 面。一辆长 的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为 时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车 厢内滑动了 时，车头距制动坡床顶端 ，再过一段时间，货车停止。已知货 车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运 动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和 平板，取 。求： 图甲 图乙 专题突破 30 （1）货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向； 【答案】 ，方向沿制动坡床向下 图（a） 【解析】设货物的质量为 ,货物与车厢间的动摩擦因数为 ,货物在车厢内向车头滑动过程中，受到的摩擦力大小为 ,加速度大小为 ,受力情况如图（a）所示，有 , 联立并代入数据得 的方向沿制动坡床向下。 专题突破 31 （2）制动坡床的长度。 【答案】 【解析】分析货车运动情况。设货车的质量为,且 ，车尾位于制动坡床底 端时的车速（货车和货物的共同速度）为。当货物在车厢内滑动 时，车头距制动坡床顶端，设用时为,货物相对制动坡床的运动距离为 , 货车的加速度大小为,货车相对制动坡床的运动距离为 ，货车受到制动坡床的阻 力大小为,制动坡床的长度为。已知是货车和货物总重的倍， ,货车长度 ,对货车受力分析可得 , 专题突破 32 图（b） 分析运动空间关系，如图（b）所示，有 联立并代入数据得 。 专题突破 33 物理建模 货物在车厢内滑动，为斜面上的滑块—滑板模型问题。 两个分析 受力情况和运动情况分析。 制约条件 速度关系及空间长度关系。 专题突破 34 强化集训 针对训练 1.如图所示，质量为的木块 放在光滑水平 面上，木块上放置一质量为的另一木块 ， 先后分别用水平力拉和 ，使两木块都能一 起运动，若两次拉动木块时，两木块间的摩擦 C A. B. C. D.1 力大小分别为和 ，则两次拉动时，拉力大小之比一定可以表示为( ) 专题突破 35 【解析】情境1 拉力作用于，以 为研究对象 由牛顿第二定律知的加速度大小（ 【点拨】水平方向上仅受到 对其的 摩擦力,大小为。），所以、整体的加速度大小 ，根据牛顿第二定律知， 此时拉力大小为 （【方法】先隔离后整体。）。 情境2 拉力作用于，以 为研究对象 由牛顿第二定律知的加速度大小，所以、整体的加速度大小 ，根 据牛顿第二定律知，此时拉力大小为 。 所以 ，故A、B、D错误，C正确。 . . . . 专题突破 36 2.［多选］斜面上放着的铁盒质量为 ，向下滑行的加速 度是 。若在铁盒下滑过程中，在铁盒上轻轻放上一个质 量也是 的物块，如图所示,此时铁盒在斜面上运动的情 况是( ) BCD A.仍以加速度 向下做匀加速运动 B.可能以小于 的加速度向下做匀加速运动 C.可能做匀速运动 D.可能立刻减速 专题突破 37 【解析】设斜面倾角为 ，铁盒与斜面间的动摩擦因数为 、物块与铁盒之间的动 摩擦因数为 。 情境1 未放物块 对铁盒受力分析，沿斜面方向上有 则铁盒在斜面上运动的加速度大小为 专题突破 38 情境2 在铁盒上轻轻放上一个质量也是 的物块 对铁盒，沿斜面方向上有 （【提醒】此时物块相对铁盒沿斜面向上运 动。） 则 若 ,铁盒仍向下做匀加速运动，且加速度 ，故A错误， B正确； 若 ，铁盒做匀速直线运动，故C正确； 若 ，则 ,铁盒加速度与速度方向相反，做减速运动， 故D正确。 . . 专题突破 39 3.［多选］(2026·四川德阳期末)如图甲所示，足够长的木板静置于光滑水平面上， 木板最右端放置一可看成质点的小物块。在 时对木板施加一水平向右的恒定拉 力，在的作用下物块和木板发生相对滑动；时撤去 ，整个过程木板运动 的图像如图乙所示。已知物块和木板的质量均为 ，最大静摩擦力等于滑动 摩擦力，重力加速度取 ，以水平向右为正方向。下列说法正确的是 ( ) BD A.物块与木板间的动摩擦因数为0.4 B.内木板的加速度为 C.作用在木板上的恒力的大小为 D.物块与木板间相对滑动的距离为 专题突破 40 专题突破 41 4.［多选］(2026·河南洛阳期末)如图甲所示，一足够长 的木板静止在粗糙的水平地面上，质量 的物块 （可视为质点）置于质量为 的木板中央，现给木板一 初速度，之后两者的 图像如图乙所示。已知最大静 ABD A.木板与地面间的动摩擦因数为0.15 B.木板的质量为 C.从到物块与木板均停止运动时，物块在木板上的划痕长度为 D.当物块与木板均停止运动后，若在物块上施加一水平外力 ，使两者发生相对滑动， 则应大于 摩擦力等于滑动摩擦力，取 。下列说法正确的是( ) 专题突破 42 【解析】 图线斜率的绝对值表示加速度大小，由题图乙可知共速前后物块的加 速度大小均为，物块所受摩擦力大小 。 设木板与地面间的动摩擦因数为 ，对木板，共速前其加速度大小为 ，由牛顿第二定律有 ，共速后木板 的加速度大小为 ，由牛顿第二定律有 ，联立解得，，故A、B正确。两 图线 所围图形的面积表示相对位移，假设木板向右运动，由题图乙可知，共速前，物块 相对木板向左运动的距离 ，共速后，物块相对木板向右运 . . 专题突破 43 动的距离 （【点拨】该段位移与共速前的 相对位移重合。），则从 到物块与木板均停止运动，物块在木板上的划痕长度， 即两者相对位移的最大值为 ，故C错误；当物块与木板均停止运动后，若在物 块上施加一水平外力 使两者发生相对滑动，物块为木板提供的最大动力大小为 ，而对木板，由于，可知，无论 多大，木板 都不会相对地面运动，则要使两者发生相对滑动，应大于 ，故D正确。 . . 专题突破 5.(2026·吉林白城期末)某地有一倾角为 的平直山坡 ，上面有一质量为 的石板处于静止状态，的上下表面与斜坡平行，下端距离山脚 。假 设某次暴雨中，石板上方有一质量为的石块 （可视为质点，始终不滚动）， 以的速度滑上，在极短的时间内，、间的动摩擦因数减小为， 沿着 向下运动，当滑到的下端时两者恰好相对静止。已知、间的动摩擦因数 为 ，重力加速度取 ，求: 专题突破 45 （1）石块在石板上滑动时，和 加速度的大小； 【答案】 【解析】以沿坡面向下为正方向，由牛顿第二定律 对有 对有 代入数据解得， 。 专题突破 46 （2）石板 的长度。 【答案】 【解析】设滑到下端时，所用时间为，的速度为，的速度为 ，则有 ， 结合题意可知 联立解得 则石板的长度 。 专题突破 47 6.(2026·广东东莞期末)如图甲所示，在足 够大水平平台上放一个质量 的长 木板，质量 、可视为质点的小滑 块放在长木板上，小滑块和长木板处于静 止状态。小滑块与长木板间的动摩擦因数 为 （未知），长木板与平台间的动摩擦 因数为 ，最大静摩擦力均等于滑动摩擦力。现在给长木板右端施加水平向右 的恒力，内小滑块和长木板的速度随时间变化的关系如图乙所示， 后 撤去恒力。已知滑块始终未从长木板上滑下，取重力加速度 。求: 专题突破 48 （1）小滑块与长木板间的动摩擦因数 ； 【答案】0.2 【解析】对小滑块，由题图乙得其加速度大小 由牛顿第二定律有 解得 。 专题突破 49 （2）水平恒力 的大小； 【答案】 【解析】以水平向右为正方向，对长木板，由牛顿第二定律有 由题图乙得长木板的加速度大小 联立解得 。 专题突破 50 （3）长木板在整个运动过程中的总位移大小。 【答案】 【解析】时,小滑块的速度大小为，长木板的速度大小为 以水平向右为正方向，撤去恒力后，对长木板有 解得 设经时间两者速度相等，有 解得， 专题突破 51 在此内长木板位移为 之后两者一起做匀减速直线运动，加速度为 由运动学公式有 解得长木板还能滑行的位移为 内长木板的位移 则长木板在整个运动过程中的总位移大小 。 专题突破 52 高考链接 7.［多选］(2024· 黑吉辽卷)一足够长木板置于水平地面上，二者间的动摩擦因数为 。 时，木板在水平恒力作用下，由静止开始向右运动。某时刻，一小物块以 与木板等大、反向的速度从右端滑上木板。已知到 的时间内，木板速度 随时间变化的图像如图所示，其中为重力加速度大小。 时刻，小物块与 木板的速度相同。下列说法正确的是( ) ABD A.小物块在 时刻滑上木板 B.小物块和木板间动摩擦因数为 C.小物块与木板的质量比为 D. 之后小物块和木板一起做匀速运动 专题突破 53 题目所给信息 运动过程分析 时刻与 时刻对应的速度 大小都是 时间内木板的加速度大小为 ； 时刻木板的速度大小 。 时刻，木板由加速运动变 为减速运动 木板的受力情况发生了变化，由题意可知，此时物 块以大小为 的速度滑上木板。 专题突破 54 题目所给信息 运动过程分析 时间内木板的初、 末速度大小分别是和 时间内木板的加速度大小 。 时刻，小物块与木板的速 度相同 时间内物块的加速度大小 （【说明】物块初速度方向向左，末速度方向向 右。） 。 续表 . . 专题突破 55 由题图可知， 时刻，木板的加速度发生变化，则木板的受力情况发生变化，说明 物块在此时滑上木板，A正确。设木板与物块的质量分别为和 ，木板与物块间的 动摩擦因数为，水平恒力为 。 专题突破 56 $