2021届高三一轮复习物理资料素养提升3动力学中两种典型物理模型教学课件.ppt

1、牛顿运动定律牛顿运动定律第三章第三章 素养提升素养提升(三三)动力学中两种典型物理模型动力学中两种典型物理模型第三章牛顿运动定律第1轮物理模型一模型一“传送带传送带”模型模型 1两类问题：两类问题：传送带问题包括水平传送带和倾斜传送带两类问题传送带问题包括水平传送带和倾斜传送带两类问题2解题关键：解题关键：关键在于对传送带上的物块所受的摩擦力进行正确的分析判关键在于对传送带上的物块所受的摩擦力进行正确的分析判断断(1)若物块速度与传送带的速度方向相同，且若物块速度与传送带的速度方向相同，且v物物v带带，则传送带对物块的摩擦力，则传送带对物块的摩擦力为阻力，物块做减速运动为阻力，物块做减速运动突

2、破考法 提素养 第三章牛顿运动定律第1轮物理(3)若物块速度与传送带的速度方向相反，传送带对物块的摩擦力为阻力，物块若物块速度与传送带的速度方向相反，传送带对物块的摩擦力为阻力，物块减速；当物块速度减为零后，传送带对物块的摩擦力为动力，物块做反向加速运减速；当物块速度减为零后，传送带对物块的摩擦力为动力，物块做反向加速运动动(4)若若v物物v带带，看物块有没有加速或减速的趋势，若物块有加速的趋势，则传，看物块有没有加速或减速的趋势，若物块有加速的趋势，则传送带对物块的摩擦力为阻力；若物块有减速的趋势，则传送带对物块的摩擦力为动送带对物块的摩擦力为阻力；若物块有减速的趋势，则传送带对物块的摩擦力

3、为动力力第三章牛顿运动定律第1轮物理3物块在传送带上运动的六类常见情形物块在传送带上运动的六类常见情形第三章牛顿运动定律第1轮物理第三章牛顿运动定律第1轮物理第三章牛顿运动定律第1轮物理(多选多选)(2019陕西榆林三模陕西榆林三模)如图所示，绷紧的水平传送带足够长，且以如图所示，绷紧的水平传送带足够长，且以v12 m/s的恒定速率运行初速度大小的恒定速率运行初速度大小v2 23 3 m/s的小墨块从与传送带等高的光滑水的小墨块从与传送带等高的光滑水平地面平地面(图中未画出图中未画出)上的上的A处滑上传送带，墨块可视为质点若从墨块滑上传送带处滑上传送带，墨块可视为质点若从墨块滑上传送带开始计时

4、，墨块在传送带上运动开始计时，墨块在传送带上运动5 s后与传送带的速度相同，则后与传送带的速度相同，则()A墨块与传送带速度相同之前，受到传送带的摩擦力方向水平向右墨块与传送带速度相同之前，受到传送带的摩擦力方向水平向右B墨块在传送带上滑行的加速度大小墨块在传送带上滑行的加速度大小a0.2 m/s2C墨块在传送带上留下的痕迹长度为墨块在传送带上留下的痕迹长度为4.5 mD墨块在传送带上留下的痕迹长度为墨块在传送带上留下的痕迹长度为12.5 m 思路点拨思路点拨 从墨块的受力情况和运动情况分析可知，墨块与传送带共速后，从墨块的受力情况和运动情况分析可知，墨块与传送带共速后，随传送带一起向右做匀速

5、直线运动；墨块在传送带上运动的相对路程为痕迹长度随传送带一起向右做匀速直线运动；墨块在传送带上运动的相对路程为痕迹长度AD角度角度1水平传送带模型水平传送带模型第三章牛顿运动定律第1轮物理第三章牛顿运动定律第1轮物理第三章牛顿运动定律第1轮物理规律总结规律总结分析传送带问题的要点是确定物体与传送带间的摩擦力，关键点是两个时刻：分析传送带问题的要点是确定物体与传送带间的摩擦力，关键点是两个时刻：初始时刻和物体与传送带速度相等的时刻初始时刻物体相对于传送带的速度方向初始时刻和物体与传送带速度相等的时刻初始时刻物体相对于传送带的速度方向决定了该时刻摩擦力的方向，物体与传送带速度相等的时刻摩擦力的大小

6、决定了该时刻摩擦力的方向，物体与传送带速度相等的时刻摩擦力的大小(或有或有无无)、性质、性质(滑动摩擦力或静摩擦力滑动摩擦力或静摩擦力)或方向可能会发生改变正确判断这两个时刻的或方向可能会发生改变正确判断这两个时刻的摩擦力，才能正确判定物体的运动情况摩擦力，才能正确判定物体的运动情况第三章牛顿运动定律第1轮物理拓展变式拓展变式1若将若将例例1中的中的v1、v2的值改为的值改为v13 m/s，v22 m/s，求墨块在传送带上留下的痕迹长度求墨块在传送带上留下的痕迹长度答案答案12 m第三章牛顿运动定律第1轮物理(多选多选)(2019福建泉州二模福建泉州二模)如图，一足够长的倾斜传送带顺时针匀速转

7、如图，一足够长的倾斜传送带顺时针匀速转动一小滑块以某初速度沿传送带向下运动，滑块与传送带间的动摩擦因数恒定，动一小滑块以某初速度沿传送带向下运动，滑块与传送带间的动摩擦因数恒定，滑块可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则滑块速度滑块可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则滑块速度v随时间随时间t变化的图象变化的图象可能是可能是()思路点拨思路点拨由于动摩擦因数具体的值不明确，所以需要分三种情况由于动摩擦因数具体的值不明确，所以需要分三种情况(滑块的重滑块的重力沿传送带向下的分力小于、等于和大于最大静摩擦力力沿传送带向下的分力小于、等于和大于最大静摩擦力)进行讨论进行讨论BC角度角度2倾斜

8、传送带倾斜传送带第三章牛顿运动定律第1轮物理解析解析设传送带倾角为设传送带倾角为，滑块与传送带间的动摩擦因数为，滑块与传送带间的动摩擦因数为，滑块的质量为，滑块的质量为m，若，若mgcos mgsin，即，即mgsin，即，即tan，则滑块先匀减速下滑，当速，则滑块先匀减速下滑，当速度减为零时，开始反向匀加速上滑，且加速上滑的加速度与减速下滑的加速度大小度减为零时，开始反向匀加速上滑，且加速上滑的加速度与减速下滑的加速度大小相等，当加速到与传送带速度相同后，因为相等，当加速到与传送带速度相同后，因为mgcos mgsin，所以滑块随传送带，所以滑块随传送带一起匀速运动，选项一起匀速运动，选项B

9、正确，正确，A、D错误错误第三章牛顿运动定律第1轮物理规律总结规律总结倾斜传送带上物体所受的摩擦力突变的临界问题倾斜传送带上物体所受的摩擦力突变的临界问题当物体与传送带的速度相同时，摩擦力往往发生突变若在当物体与传送带的速度相同时，摩擦力往往发生突变若在0到最大静摩擦力到最大静摩擦力之间能找到一个合适值的静摩擦力满足物体受力平衡的要求之间能找到一个合适值的静摩擦力满足物体受力平衡的要求(这里需要这里需要mgsin tan，如本题，如本题B项对应的情境项对应的情境)，则共速后物体所受摩擦力突变为静，则共速后物体所受摩擦力突变为静摩擦力若在摩擦力若在0到最大静摩擦力之间不能找到一个合适值的静摩擦力

10、满足物体受力到最大静摩擦力之间不能找到一个合适值的静摩擦力满足物体受力平衡的要求，则共速后物体所受摩擦力仍为滑动摩擦力，但其方向发生了变化平衡的要求，则共速后物体所受摩擦力仍为滑动摩擦力，但其方向发生了变化(这这里需要里需要tan)第三章牛顿运动定律第1轮物理拓展变式拓展变式2(多选多选)在在例例2中，若滑块以某一初速度从传送带下端沿传送带向上运动，中，若滑块以某一初速度从传送带下端沿传送带向上运动，传送带运动的速度传送带运动的速度v1小于滑块的初速度小于滑块的初速度v0，其他条件不变，则滑块的速度，其他条件不变，则滑块的速度v随时间随时间t变化的图象可能是变化的图象可能是()CD第三章牛顿运

11、动定律第1轮物理第三章牛顿运动定律第1轮物理模型二模型二“滑块滑块木板木板”模型问题模型问题1模型特点：模型特点：涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动2摩擦力方向的特点摩擦力方向的特点(1)若两个物体同向运动，且两个物体若两个物体同向运动，且两个物体“一快一慢一快一慢”，则，则“快快”的物体受到的另的物体受到的另一个物体对它的摩擦力为阻力，一个物体对它的摩擦力为阻力，“慢慢”的物体受到的另一个物体对它的摩擦力为动的物体受到的另一个物体对它的摩擦力为动力力(2)若两个物体反向运动，则每个物体受到的另一个物体对它的摩擦力均为阻若两个物体反向运动，则每个物体受到的

12、另一个物体对它的摩擦力均为阻力力第三章牛顿运动定律第1轮物理3运动特点运动特点(1)滑块由木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板同向运动，位移大滑块由木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板同向运动，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设板长为L，滑块位移大小为，滑块位移大小为x1，木板位移大小为，木板位移大小为x2同向运动时：如图甲所示，同向运动时：如图甲所示，Lx1x2第三章牛顿运动定律第1轮物理第三章牛顿运动定律第1轮物理(2019安徽安庆二模安徽安庆二模)如图所示，光滑水平地面上有一质量如图所示，光滑水

13、平地面上有一质量M2 kg的足的足够长木板以速度够长木板以速度v010 m/s向右匀速运动，从向右匀速运动，从t0 0时刻起对其施加一水平向左的恒时刻起对其施加一水平向左的恒力力F8 8 N经过经过t1 11 1 s时，将一质量时，将一质量m2 2 kg的小物块轻放在木板右端已知物块的小物块轻放在木板右端已知物块与木板间的动摩擦因数与木板间的动摩擦因数0.40.4，取，取g10 10 m/s2.求：求：(1)刚放上物块时木板的速度大小刚放上物块时木板的速度大小v1；(2)物块在木板上相对木板滑动的时间物块在木板上相对木板滑动的时间t.思路点拨思路点拨 放上物块之前和之后均为已知受力情况求运动情

14、况，因此求解时放上物块之前和之后均为已知受力情况求运动情况，因此求解时可先运用牛顿第二定律求加速度，后根据运动特征运用运动学公式求解可先运用牛顿第二定律求加速度，后根据运动特征运用运动学公式求解角度角度1水平面上的板块模型水平面上的板块模型第三章牛顿运动定律第1轮物理解析解析(1)放上物块之前，设木板的加速度大小为放上物块之前，设木板的加速度大小为a1，对木板，根据牛顿第二定，对木板，根据牛顿第二定律有律有FMa1解得解得a14 m/s2木板做匀减速直线运动，则木板做匀减速直线运动，则v1v0a1t1解得解得v16 m/s.(2)放上物块之后，设物块的加速度大小为放上物块之后，设物块的加速度大

15、小为a2，木板的加速度大小为，木板的加速度大小为a3对物块，根据牛顿第二定律有对物块，根据牛顿第二定律有mgma2解得解得a24 m/s2第三章牛顿运动定律第1轮物理对木板，根据牛顿第二定律有对木板，根据牛顿第二定律有FmgMa3，解得，解得a38 m/s2经过时间经过时间t2二者共速时有二者共速时有a2t2v1a3t2，解得，解得t20.5 s共速后若物块和木板相对静止，设二者共同的加速度大小为共速后若物块和木板相对静止，设二者共同的加速度大小为a0，由于，由于F(Mm)a0，解得，解得a02 m/s2a2所以共速后物块与木板发生相对滑动直至分离所以共速后物块与木板发生相对滑动直至分离对木板

16、，根据牛顿第二定律有对木板，根据牛顿第二定律有FmgMa4，解得木板的加速度大小解得木板的加速度大小a43 m/s2以物块放在木板右端的时刻作为计时起点，物块、木板以物块放在木板右端的时刻作为计时起点，物块、木板的速度的速度时间图象如图所示，则时间图象如图所示，则第三章牛顿运动定律第1轮物理第三章牛顿运动定律第1轮物理(2019贵州毕节三模贵州毕节三模)如图，一长木板置于粗糙水平地面上，木板右端放如图，一长木板置于粗糙水平地面上，木板右端放置一小物块置一小物块t0时刻开始，物块与木板一起以共同速度向墙壁运动，当时刻开始，物块与木板一起以共同速度向墙壁运动，当t1 s时，时，木板以速度木板以速度

17、v14 m/s与墙壁碰撞与墙壁碰撞(碰撞时间极短碰撞时间极短)碰撞前后木板速度大小不变，方碰撞前后木板速度大小不变，方向相反，运动过程中物块第一次减速到速度为零时，恰好从木板上掉下已知木板向相反，运动过程中物块第一次减速到速度为零时，恰好从木板上掉下已知木板的质量是物块质量的的质量是物块质量的1515倍，木板与地面间的动摩擦因数倍，木板与地面间的动摩擦因数1 10.10.1，物块与木板间的动，物块与木板间的动摩擦因数摩擦因数2 20.40.4，取，取g10 10 m/s2.求：求：(1)t0时刻木板的速度大小时刻木板的速度大小v0；(2)木板的长度木板的长度l.思路点拨思路点拨 木板与墙壁碰后

18、，木板立即反向运动，而物块相对木板向左运木板与墙壁碰后，木板立即反向运动，而物块相对木板向左运动，受到的滑动摩擦力方向水平向右，木板受到物块的滑动摩擦力方向水平向左，动，受到的滑动摩擦力方向水平向右，木板受到物块的滑动摩擦力方向水平向左，受到地面的滑动摩擦力方向水平向左；题干中受到地面的滑动摩擦力方向水平向左；题干中“物块第一次减速到速度为零时，恰物块第一次减速到速度为零时，恰好从木板上掉下好从木板上掉下”，说明此刻物块从木板的左端掉下，物块向左运动的位移大小与，说明此刻物块从木板的左端掉下，物块向左运动的位移大小与木板向右运动的位移大小之和恰好等于木板长度木板向右运动的位移大小之和恰好等于木

19、板长度第三章牛顿运动定律第1轮物理解析解析(1)设木板、物块的质量分别为设木板、物块的质量分别为M、m，则，则M15m对木板和物块整体，设它们共同的加速度大小为对木板和物块整体，设它们共同的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律有，根据牛顿第二定律有1(Mm)g(Mm)a1物块与木板一起以共同速度匀减速向墙壁运动，则物块与木板一起以共同速度匀减速向墙壁运动，则v1v0a1t1，其中，其中t11 s解得解得v05 m/s.(2)碰撞后，设物块的加速度大小为碰撞后，设物块的加速度大小为a2，对物块，根据牛顿第二定律有，对物块，根据牛顿第二定律有2mgma2设碰后到物块向左运动速度减为设碰后到物块向左运

20、动速度减为0的过程，经历的时间为的过程，经历的时间为t2，物块在，物块在t2时间内发时间内发生的位移大小为生的位移大小为x1第三章牛顿运动定律第1轮物理第三章牛顿运动定律第1轮物理题后反思题后反思板块模型是动力学问题中的难点，也是高考命题的热点，复习时应注意两个分板块模型是动力学问题中的难点，也是高考命题的热点，复习时应注意两个分析：析：(1)摩擦力的分析：板、块的速度不同时，根据相对运动分析滑动摩擦力的方摩擦力的分析：板、块的速度不同时，根据相对运动分析滑动摩擦力的方向，板、块之间摩擦力的大小满足向，板、块之间摩擦力的大小满足fN；板、块的速度相同时，采用假设法进行；板、块的速度相同时，采用

21、假设法进行研究，从而确定各自的运动情况研究，从而确定各自的运动情况(2)运动过程的分析：根据时间先后顺序，分段研究板、块能否达到相同的速运动过程的分析：根据时间先后顺序，分段研究板、块能否达到相同的速度，这是分析问题的关键点之一，一般需要讨论两者达到相同速度时的相对路程度，这是分析问题的关键点之一，一般需要讨论两者达到相同速度时的相对路程x与接触面上能发生相对滑动的长度与接触面上能发生相对滑动的长度L之间的关系当之间的关系当xL时，板、块能达到相同时，板、块能达到相同的速度；当的速度；当xL时，板、块不能达到相同的速度时，板、块不能达到相同的速度第三章牛顿运动定律第1轮物理角度角度2倾斜面上的

22、板块模型倾斜面上的板块模型第三章牛顿运动定律第1轮物理思路点拨思路点拨(1)根据牛顿第二定律求解物块和木板一起下滑的加速度，根据运根据牛顿第二定律求解物块和木板一起下滑的加速度，根据运动学公式求解动学公式求解A第一次与挡板碰前瞬间的速度大小；第一次与挡板碰前瞬间的速度大小；(2)根据受力分析判断出根据受力分析判断出A与挡板碰撞后与挡板碰撞后B的运动情况，利用牛顿第二定律求得的运动情况，利用牛顿第二定律求得物块和木板的加速度，当两者共速时，求解时间和板上弹的位移；结合运动学公式物块和木板的加速度，当两者共速时，求解时间和板上弹的位移；结合运动学公式求解求解A第二次与挡板碰前瞬间的速度大小；第二次

23、与挡板碰前瞬间的速度大小；(3)分析整个过程的最终结果可知，最终分析整个过程的最终结果可知，最终A下端停在挡板处，下端停在挡板处，B停在停在A某处；根据某处；根据Qfs相对相对求解产生的热量求解产生的热量第三章牛顿运动定律第1轮物理第三章牛顿运动定律第1轮物理第三章牛顿运动定律第1轮物理(3)分析可知最终分析可知最终A下端停在挡板处，下端停在挡板处，B停在停在A某处某处设设B在在A上滑过的路程为上滑过的路程为s，分析可知，分析可知B在在A上的相对运动为单向运动，即一直都上的相对运动为单向运动，即一直都是从左到右，是从左到右，根据能量守恒有根据能量守恒有2mgLsin mgssin mgscos

24、，解得，解得s4L故摩擦力产生的热量故摩擦力产生的热量Qs4L，mgscos 3mgL第三章牛顿运动定律第1轮物理训练训练(2020武汉武昌区调研武汉武昌区调研)如图所示如图所示 ，在倾角为，在倾角为37的足够长斜面上的足够长斜面上放置一质量放置一质量M2 kg、长度、长度L1.5 m的极薄平板的极薄平板AB，在薄平板的上端，在薄平板的上端A处放一质量处放一质量m1 kg的小滑块的小滑块(视为质点视为质点)，将小滑块和薄平板同时无初速释放已知小滑块与薄，将小滑块和薄平板同时无初速释放已知小滑块与薄平板之间的动摩擦因数为平板之间的动摩擦因数为10.25、薄平板与斜面之间的动摩擦因数为、薄平板与斜面之间的动摩擦因数为20.5，sin 370.6，cos 370.8，取，取g10 m/s2.求：求：(1)释放后，小滑块的加速度释放后，小滑块的加速度a1和薄平板的加速度和薄平板的加速度a2；(2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间t.答案答案(1)4 m/s2 21 1 m/s2(2)t1 s第三章牛顿运动定律第1轮物理第三章牛顿运动定律第1轮物理训练训练(十十)谢谢观看