高考物理复习第三章链接高考3两类动力学模型：“板块模型”和“传送带模型”讲义含解析新人教版

《高考物理复习第三章链接高考3两类动力学模型：“板块模型”和“传送带模型”讲义含解析新人教版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、两类动力学模型：“板块模型”和“传送带模型”　模型1　板块模型[模型解读]1．模型特点涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动．2．两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移大小之差等于板长；反向运动时，位移大小之和等于板长．设板长为L，滑块位移大小为x1，滑板位移大小为x2同向运动时：L＝x1－x2反向运动时：L＝x1＋x23．解题步骤[典例赏析][典例1]　(2017·全国卷Ⅲ)如图，两个滑块A和B的质量分别为mA＝1kg和mB＝5kg，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μ1＝0.5；木板的质量为m＝4kg，与

2、地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0＝3m/s.A、B相遇时，A与木板恰好相对静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10m/s2.求：(1)B与木板相对静止时，木板的速度；(2)A、B开始运动时，两者之间的距离．[审题指导]　如何建立物理情景，构建解题路径①首先分别计算出B与板、A与板、板与地面间的滑动摩擦力大小，判断出A、B及木板的运动情况．②把握好几个运动节点．③由各自加速度大小可以判断出B与木板首先达到共速，此后B与木板共同运动．④A与木板存在相对运动，且A运动过程中加速度始终不变．⑤木板先加速后减速

3、，存在两个过程．[解析]　(1)滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动．设A、B与木板间的摩擦力的大小分别为f1、f2，木板与地面间的摩擦力的大小为f3，A、B、木板相对于地面的加速度大小分别是aA、aB和a1.在物块B与木板达到共同速度前有：f1＝μ1mAg①f2＝μ1mBg②f3＝μ2(mA＋mB＋m)g③由牛顿第二定律得f1＝mAaA④f2＝mBaB⑤f2－f1－f3＝ma1⑥设在t1时刻，B与木板达到共同速度，设大小为v1.由运动学公式有v1＝v0－aBt1⑦v1＝a1t1⑧联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入数据解得：v1＝1m/s(2)在t1时间间隔内，B相对于

4、地面移动的距离为sB＝v0t1－aBt⑨设在B与木板达到共同速度v1后，木板的加速度大小为a2，对于B与木板组成的体系，由牛顿第二定律有：f1＋f3＝(mB＋m)a2⑩由①②④⑤式知，aA＝aB；再由⑦⑧可知，B与木板达到共同速度时，A的速度大小也为v1，但运动方向与木板相反．由题意知，A和B相遇时，A与木板的速度相同，设其大小为v2.设A的速度大小从v1变到v2所用时间为t2，根据运动学公式，对木板有v2＝v1－a2t2⑪对A有v2＝－v1＋aAt2⑫在t2时间间隔内，B(以及木板)相对地面移动的距离为s1＝v1t2－a2t⑬在(t1＋t2)时间间隔内，A相对地面移动的

5、距离为sA＝v0(t1＋t2)－aA(t1＋t2)2⑭A和B相遇时，A与木板的速度也恰好相同，因此A和B开始运动时，两者之间的距离为s0＝sA＋s1＋sB⑮联立以上各式，代入数据得s0＝1.9m(也可以用下图的速度－时间图象做)[答案]　(1)1m/s　(2)1.9m滑块滑板类模型的思维模板[题组巩固]1.(2019·吉林调研)(多选)如图所示，在光滑的水平面上放置质量为m0的木板，在木板的左端有一质量为m的木块，在木块上施加一水平向右的恒力F，木块与木板由静止开始运动，经过时间t分离．下列说法正确的是(　　)A．若仅增大木板的质量m0，则时间t增大B．若仅增大木块的质量

6、m，则时间t增大C．若仅增大恒力F，则时间t增大D．若仅增大木块与木板间的动摩擦因数μ，则时间t增大解析：BD　[根据牛顿第二定律得，木块的加速度a1＝＝－μg，木板的加速度a2＝，木块与木板分离，则有l＝a1t2－a2t2得t＝.若仅增大木板的质量m0，木块的加速度不变，木板的加速度减小，则时间t减小，故A错误；若仅增大木块的质量m，则木块的加速度减小，木板的加速度增大，则t变大，故B正确；若仅增大恒力F，则木块的加速度变大，木板的加速度不变，则t变小，故C错误；若仅增大木块与木板间的动摩擦因数，则木块的加速度减小，木板的加速度增大，则t变大，故D正确．]2．(2019

7、·黑龙江大庆一模)如图，木板静止于水平地面上，在其最右端放一可视为质点的木块．已知木块的质量m＝1kg，木板的质量m0＝4kg，长l＝2.5m，上表面光滑，下表面与地面之间的动摩擦因数μ＝0.2.现用水平恒力F＝20N拉木板，g取10m/s2，求：(1)木板的加速度；(2)要使木块能滑离木板，水平恒力F作用的最短时间．解析：(1)木板受到的摩擦力为Ff＝μ(m0＋m)g＝10N木板的加速度为a＝＝2.5m/s2.(2)设拉力F作用t时间后撤去，木板的加速度为a′＝－木板先做匀加速运动，后做匀减速运动，且有a＝－a′＝2.5m/