第4章 06 滑块—滑板模型（突破疑难）（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高一物理必修第一册分层练习（人教版）

该高中物理课件聚焦“滑块—滑板模型”，围绕运动和力的关系，通过水平面光滑与粗糙、外力作用于滑块或木板的情境分类，搭建从临界条件分析到运动过程探究的学习支架，帮助学生系统掌握模型规律。 其亮点在于以模型建构为核心，结合科学推理（如用牛顿第二定律推导临界加速度）和科学探究（典型例题中假设法判断相对滑动）。通过“四点注意”“归纳总结”强化运动和相互作用观念，学生能深化物理观念与科学思维，教师可借助结构化内容提升教学效率。

第四章 运动和力的关系 第1讲　描述运动的基本概念 物理模型 06　滑块—滑板模型 第1讲　描述运动的基本概念 1.水平面光滑,外力作用在滑块上   (1)临界条件分析:当A和B之间的摩擦力刚好为最大静摩擦力时,对B,由牛顿第二定律得μmAg=mBa,可知 其与A保持相对静止的最大加速度a= ;对A、B整体,此时外力F=(mA+mB)a= 。 (2)运动分析:①当0<F≤ 时,A和B相对静止共同加速,且加速度aA=aB= ;②当F>  时,A和B发生相对运动,且aA= 、aB= 。 第1讲　描述运动的基本概念 2.水平面光滑,外力作用在木板上 (1)临界条件分析:当A和B之间的摩擦力刚好为最大静摩擦力时,对A,由牛顿第二定律得μmAg=mAa,可知 A、B保持相对静止的最大加速度a=μg;对A、B整体,此时外力F=(mA+mB)a=μ(mA+mB)g。 (2)运动分析:①当0<F≤μ(mA+mB)g时,A和B相对静止共同加速,且加速度aA=aB= ;②当F>μ(mA+mB) g时,A和B发生相对运动,且aA=μg、aB= 。 3.水平面粗糙,外力作用在滑块上   第1讲　描述运动的基本概念 (1)临界条件分析:①当B与地面间的摩擦力达到最大静摩擦力时,对A、B整体,外力F=μ2(mA+mB)g,此 时A、B整体刚好将要运动。②当B与A之间的摩擦力达到最大静摩擦力时,对B,由牛顿第二定律得μ1 mAg-μ2(mA+mB)g=mBa,可知其与A相对静止的最大加速度a= ;对A、B整体,此时外力F =(mA+mB)a+μ2(mA+mB)g= 。 (2)运动分析:①当0<F≤μ2(mA+mB)g时,A和B均不动;②当μ2(mA+mB)g<F≤ 时,A和B保 持相对静止共同加速运动,且aA=aB= ;③当F> 时,A和B发生相对运动, 且加速度aA= 、aB= 。 第1讲　描述运动的基本概念 4.水平面粗糙,外力作用在木板上 (1)临界条件分析:①当B与地面之间的摩擦力达到最大静摩擦力时,对A、B整体,外力F=μ2(mA+mB)g,此 时A、B整体刚好将要运动。②当B与A之间的摩擦力达到最大静摩擦力时,对A,由牛顿第二定律得μ1 mAg=mAa,知其与B保持相对静止的最大加速度a=μ1g;对A、B整体,此时外力F=(mA+mB)a+μ2(mA+mB)g=(μ1 +μ2)(mA+mB)g。 (2)运动分析:①当0<F≤μ2(mA+mB)g时,A和B均不动;②当μ2(mA+mB)g<F≤(μ1+μ2)(mA+mB)g时,A和B保持相 对静止共同加速,且aA=aB= ;③当F>(μ1+μ2)(mA+mB)g时,A和B发生相对运动,且加速度aA= μ1g、aB= 。 第1讲　描述运动的基本概念 勘破疑难 (1)模型特点 两个物体上下叠放,由于存在相对运动或相对运动趋势,两物体间存在相互作用的摩擦力,产生力和运 动的关系问题。 (2)“四点”注意 ①用隔离法分析滑块和木板的受力,分别求出滑块和木板的加速度。 ②建立滑块位移、木板位移、滑块相对木板位移之间的关系式。 ③不要忽略滑块和木板的运动存在等时关系。 ④在运动学公式中,位移、速度和加速度都是相对地面的。 第1讲　描述运动的基本概念 归纳总结 (1)判断滑块与滑板间是否存在相对滑动是解题的切入点。 (2)根据相对运动方向,分析滑块与滑板各自所受摩擦力的方向,进而由牛顿第二定律求出各自的加速 度(包括大小和方向)是解题的着眼点。 (3)计算滑板受到的摩擦力是解题的易错点。 (4)分析滑块是否滑离滑板是解题的难点。 第1讲　描述运动的基本概念 关键点拨 滑块不滑离滑板的临界条件:滑块恰好滑到滑板的边缘时,两者达到共同速度。 (1)如图甲所示,长木板B带动物块A(可视为质点)运动,A恰好不从B上滑离的临界条件是A滑到B最左端 时二者速度恰好相等,位移关系为xB=xA+L。   (2)如图乙所示,物块A(可视为质点)带动长木板B运动,A恰好不从B上滑离的临界条件是A滑到B右端时 二者速度恰好相等,位移关系为xB+L=xA。 第1讲　描述运动的基本概念 典例　如图所示,光滑水平地面上放着一块长木板,木板处于静止状态①,其长度为L=1.6 m、质量为M= 3.0 kg,质量m=1.0 kg的小物块放在木板的最右端(小物块可视为质点),小物块与木板之间的动摩擦因数 μ=0.10。现对木板施加一个大小为F=10 N、方向水平向右的恒力②,重力加速度g取10 m/s2,最大静摩擦 力等于滑动摩擦力。   (1)求木板开始运动时加速度的大小; (2)如果把木板从物块下方抽出来,那么F持续作用的时间至少需要多长? 第1讲　描述运动的基本概念 信息解读 ①长木板初速度为零,且不受地面的摩擦力作用。 ②对木板施加F=10 N、方向水平向右的恒力后,要判断木板与小物块间会不会发生相对滑动。 解题导引    (1)对木板施加F=10 N、方向水平向右的恒力后,经过判断木板与小物块间会发生相对滑 动,对木板和小物块分别利用牛顿第二定律求解其加速度大小; (2)把木板从物块下方抽出来,木板的运动分为两个阶段,一是在恒力F和摩擦力作用下的加速阶段,二是 撤去恒力后在摩擦力作用下的减速阶段,根据牛顿第二定律结合运动学规律求解。 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)对木板施加F=10 N、方向水平向右的恒力后,假设木板和物块保持相对静止,一起加速,则对 木板和物块整体,有F=(M+m)a 对物块,有f=ma 联立解得f=2.5 N 而木板和物块间的最大静摩擦力fm=μmg=1 N 由于f>fm,故假设不成立,木板和物块间会出现相对运动。 对木板,水平方向的受力情况如图甲所示,木板向右做匀加速直线运动,设木板的加速度大小为a1, 根据牛顿第二定律可得F-μmg=Ma1 解得a1= =3.0 m/s2 第1讲　描述运动的基本概念 (2)在恒力F作用下,木板以加速度a1向右做匀加速直线运动,如果把木板从物块下方抽出来,设F持续作 用的时间至少为t1。 撤去F后,木板向右做匀减速直线运动,加速度大小为 a1'= =  m/s2 物块一直向右做匀加速直线运动,加速度大小为 a2=μg=1.0 m/s2 撤去力F后,设经过时间t2物块滑到木板的最左端,此时两者的速度相等,即 a1t1-a1't2=a2(t1+t2) 第1讲　描述运动的基本概念 木板的位移x1= a1 +(a1t1)t2- a1'  物块的位移x2= a2(t1+t2)2 两者位移关系如图乙所示   由图可知x1-x2=L 联立解得t1=0.8 s 答案    (1)3.0 m/s2    (2)0.8 s 第1讲　描述运动的基本概念 点拨　先假设物块与木板相对静止,计算所需静摩擦力,再与最大静摩擦力比较,若大于最大静摩擦力, 则发生相对滑动。这里算出的fm=1 N是物块能获得的最大静摩擦力,也是判断是否发生相对滑动的核 心依据。 点拨　“至少”的含义是木板刚好抽出时,两者速度相等,这是临界条件。 第1讲　描述运动的基本概念 解题通法   第1讲　描述运动的基本概念 $