1、第三章 牛顿牛顿运动定律运动定律 专题强化一 板块模型 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 问题问题特点：特点：该类问题一般是叠加体的运动该类问题一般是叠加体的运动，一物体在另一物体表面一物体在另一物体表面 相对滑动相对滑动，它们之间的联系为相互间的摩擦力它们之间的联系为相互间的摩擦力，运动一段时间后达到共运动一段时间后达到共 同速度同速度，或具有相同的加速度或具有相同的加速度，达到相对稳定状态达到相对稳定状态。该类问题过程较该类问题过程较 多多，需要搞清各过程间的联系需要搞清各过程间的联系，需要学生具有较强的建模能力和过程分需要学生具有较强的建模能力和过程分 析能力析能力，能综合运用
2、牛顿运动定律和匀变速直线运动规律解题能综合运用牛顿运动定律和匀变速直线运动规律解题。属于高属于高 考热点和难点问题考热点和难点问题，难度较大难度较大。 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 策略策略方法：方法：抓住两物体间的联系抓住两物体间的联系，靠摩擦力联系在一起靠摩擦力联系在一起，对两个物对两个物 体分别做好受力分析体分别做好受力分析，对于是否相对滑动难以判断时可采用假设分析的对于是否相对滑动难以判断时可采用假设分析的 方法进行判断方法进行判断，用相互间的作用力是否大于最大静摩擦力用相互间的作用力是否大于最大静摩擦力，来判断是否来判断是否 相对滑动相对滑动。搞清其运动过程搞清其运动过
3、程，画出对地运动的过程示意图画出对地运动的过程示意图，帮助分析运帮助分析运 动过程动过程，搞清对地位移和相对位移之分；必要时画出两物体运动过程的搞清对地位移和相对位移之分；必要时画出两物体运动过程的 vt图像帮助解决问题图像帮助解决问题。 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 解题步骤：解题步骤： 审题建模审题建模 弄清题目情景，分析清楚每弄清题目情景，分析清楚每 个物体的受力情况，运动情个物体的受力情况，运动情 况，清楚题给条件和所求况，清楚题给条件和所求 建立方程建立方程 根据牛顿运动定律准确求出各运动过程的根据牛顿运动定律准确求出各运动过程的 加速度加速度 两过程接连处的加速度可能
4、突变两过程接连处的加速度可能突变 明确关系明确关系 找出物体之间的位移找出物体之间的位移 路程路程 关系或速度关关系或速度关 系是解题的突破口，上一过程的末速度是下系是解题的突破口，上一过程的末速度是下 一过程的初速度，这是两过程的联系纽带一过程的初速度，这是两过程的联系纽带 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 类型类型1 如如图甲所示图甲所示，一长方体木板一长方体木板B放在水平地面上放在水平地面上，木板木板B的右的右 端放置着一个小铁块端放置着一个小铁块A，在在t0时刻时刻，同时突然给同时突然给A、B初速度初速度，其中其中A 的初速度大小为的初速度大小为vA1 m/s，方向水平向左；
5、方向水平向左；B的初速度大小为的初速度大小为vB14 m/s，方向水平向右方向水平向右，木板木板B运动的运动的vt图像如图乙所示图像如图乙所示。已知已知A、B的质的质 量相等量相等，A与与B及及B与地面之间均有摩擦与地面之间均有摩擦(动摩擦因数不等动摩擦因数不等)，A与与B之间的之间的 最大静摩擦力等于滑动摩擦力最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A始终没有滑出始终没有滑出B，取重力加速度取重力加速度g10 m/s2。(提示：提示：t3 s时刻时刻，A、B达到共同速度达到共同速度v2 m/s；3 s时刻至时刻至A停停 止运动前止运动前，A向右运动的速度始终大于向右运动的速度始终大于B的速度的速度)求求
6、： 例例1 水平面上的板块模型水平面上的板块模型 类型类型 1 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 (1)小铁块小铁块 A 向左运动相对地面的最大位移；向左运动相对地面的最大位移； (2)B 运动的时间及运动的时间及 B 运动的位移大小。运动的位移大小。 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 解析解析 (1)由题图乙可知，由题图乙可知，03 s 内内 A 做匀变速运动，做匀变速运动， 速度由速度由 vA1 m/s 变为变为 v2 m/s 则其加速度大小为则其加速度大小为 aAv vA t1 2 1 3 m/s21 m/s2， 方向水平向右。方向水平向右。 当当 A 水平向左运动速
7、度减为零时，向左运动的位移最大，水平向左运动速度减为零时，向左运动的位移最大， 则则 s v2 A 2aA 0.5 m。 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 (2)设设 A 与与 B 之间的之间的动摩擦因数为动摩擦因数为 1， 由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得 1mgmaA 则则 1aA g 0.1 由题图乙可知，由题图乙可知，03 s 内内 B 做匀减速运动，做匀减速运动， 其速度由其速度由 vB14 m/s 变为变为 v2 m/s 则其加速度大小为则其加速度大小为 aBv B v t1 14 2 3 m/s24 m/s2 方向水平向左方向水平向左 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿
8、运动定律 设设 B 与地面之间的动摩擦因数为与地面之间的动摩擦因数为 2，由牛顿第二定律得，由牛顿第二定律得 1mg 22mgmaB 则则 2a B 1g 2g 0.15 3 s之后，之后， B继续向右做匀减速运动， 由牛顿第二定律得继续向右做匀减速运动， 由牛顿第二定律得 22mg1mg maB 则则 B 的加速度大小为的加速度大小为 aB22g1g2 m/s2 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 答案答案 (1)0.5 m (2)4 s 25 m 方向水平向左方向水平向左 3 s 之后运动的时间为之后运动的时间为 t2 v aB 2 2 s 1 s 则则 B 运动的时间为运动的时间
9、为 tt1t24 s 04 s 内内 B 的位移的位移 xBv B v 2 t1v 2t2 25 m，方向水平向右。，方向水平向右。 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 滑块滑块木板类问题涉及两个物体木板类问题涉及两个物体，并且物体间存在相对运动并且物体间存在相对运动。滑块滑块 从木板的一端运动到另一端的过程中从木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板向同一方向运动若滑块和木板向同一方向运动， 则滑块的位移和木板的位移大小之差等于木板的长度；若滑块和木板向则滑块的位移和木板的位移大小之差等于木板的长度；若滑块和木板向 相反方向运动相反方向运动，则滑块的位移和木板的位移大小之和等于木
10、板的长度则滑块的位移和木板的位移大小之和等于木板的长度。 该模型涉及两个物体该模型涉及两个物体、多个运动过程多个运动过程，并且物体间还存在相对运并且物体间还存在相对运 动动，所以解题的关键是确定各物体在各个运动过程中的加速度所以解题的关键是确定各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过注意两过 程的连接处加速度可能突变程的连接处加速度可能突变)，并找出物体之间的位移并找出物体之间的位移(路程路程)关系或速度关系或速度 关系关系。求解时应明确联系两个过程的纽带求解时应明确联系两个过程的纽带，即每一个过程的末速度是下即每一个过程的末速度是下 一个过程的初速度一个过程的初速度。 板块模型相关问题板块模
11、型相关问题 名师点拨名师点拨 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 斜面上的板块模型斜面上的板块模型 类型类型 2 例例2 下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某 地有一倾角为地有一倾角为 37 sin 37 3 5 的山坡的山坡 C， 上面有一质量为， 上面有一质量为 m 的石板的石板 B， 其上下表面与斜坡平行；其上下表面与斜坡平行；B 上有一碎石堆上有一碎石堆 A(含有大量泥土含有大量泥土)，A 和和 B 均处均处 于静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，于静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，A 浸透雨水后总质量也为浸透雨
12、水后总质量也为 m 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 (可视为质量不变的滑块可视为质量不变的滑块)，在极短时间内，在极短时间内，A、B 间的动摩擦因数间的动摩擦因数 1减小减小 为为3 8， ，B、C 间的动摩擦因数间的动摩擦因数 2减小为减小为 0.5，A、B 开始运动，此时刻为计开始运动，此时刻为计 时起点；在第时起点；在第 2 s 末，末，B 的上表面突然变为光滑，的上表面突然变为光滑，2保持不变。保持不变。已知已知 A 开始运动时，开始运动时，A 离离 B 下边缘的距离下边缘的距离 l27 m，C 足够长。设最大静摩擦力足够长。设最大静摩擦力 等于滑动摩擦力。取重力加速度大小
13、等于滑动摩擦力。取重力加速度大小 g10 m/s2。求：。求： (1)在在 02 s 时间内时间内 A 和和 B 加速度的大小；加速度的大小； (2)A 在在 B 上总的运动时间。上总的运动时间。 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 解析解析 (1)在在 02 s 内，内，A 和和 B 受力如图所示：受力如图所示： 由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得：由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得： f11N1 N1mgcos f22N2 N2N1mgcos 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 以沿着斜面向下为正方向，设以沿着斜面向下为正方向，设 A 和和 B 的加速度分别为的加速度分别为 a
14、1，a2。由牛。由牛 顿第二定律可得：顿第二定律可得： mgsin f1ma1 mgsin f2f1ma2 联立以上各式可得联立以上各式可得 a13 m/s2 a21 m/s2 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 (2)在在 t12 s，设，设 A 和和 B 的速度分别为的速度分别为 v1，v2，则，则 v1a1t16 m/s v2a2t12 m/s tt1时，设时，设 A 和和 B 的加速度分别为的加速度分别为 a1，a2，此时，此时 A、B 之间摩擦之间摩擦 力为零，同理可得：力为零，同理可得： a16 m/s2 a22 m/s2 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 即即
15、B 做匀减速，设经时间做匀减速，设经时间 t2，B 的速度为零，则：的速度为零，则： v2a2t20 联立联立可得可得 t21 s 在在 t1t2时间内，时间内，A 相对于相对于 B 运动的距离为运动的距离为 s 1 2a1t 2 1 v1t21 2a 1t2 2 1 2a2t 2 1 v2t21 2a 2t2 2 12 m27 m 此后此后 B 静止不动，静止不动，A 继续在继续在 B 上滑动，设再经时间上滑动，设再经时间 t3后，后，A 离开离开 B， 则有则有 ls(v1a1t2)t31 2a 1t2 3 可得，可得，t31 s(另一解不合题意，舍去另一解不合题意，舍去) 高考一轮总复习
16、 物理 第三章 牛顿运动定律 设设A在在B上的运动时间为上的运动时间为t总 总 t总 总 t1t2t34 s (利用下面的速度图像求解利用下面的速度图像求解，正确的正确的，参照上述答案参考参照上述答案参考) 答案答案 (1)3 m/s2 1 m/s2 (2)4 s 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 1光滑水平面上停放着质量光滑水平面上停放着质量M2 kg 的平板小车的平板小车，一个质量为一个质量为m 1 kg 的小滑块的小滑块(视为质点视为质点)以以v03 m/s的初速度从的初速度从A端滑上小车端滑上小车，如图所如图所 示示。小车长小车长l1 m，小滑块与小车间的动摩擦因数小滑块与小
17、车间的动摩擦因数0.4，取取g10 m/s2，从小滑块滑上小车开始计时从小滑块滑上小车开始计时，1 s末小滑块与小车末小滑块与小车B端的距离端的距离为为 ( ) A1 m B0 C0.25 m D0.75 m 专题专题强化训练强化训练 C 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 解析解析 设最终小滑块与小车速度相等，小滑块的加速度大小设最终小滑块与小车速度相等，小滑块的加速度大小 a1 mg m g，小车的加速度大小，小车的加速度大小 a2mg M ，则，则 vv0a1t0，va2t0，联立，联立 解得解得 t00.5 s1 s， v1 m/s,0.5 s 后小滑块与小车以共同的速度做匀速
18、直后小滑块与小车以共同的速度做匀速直 线运动，则在线运动，则在 00.5 s 时间内小滑块位移时间内小滑块位移 x1v 0 v 2 t01 m，小车位移，小车位移 x2v 2t0 0.25 m，则小滑块与小车，则小滑块与小车 B 端的距离端的距离 dlx2x10.25 m，选项，选项 C 正确。正确。 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 2 (多选多选)滑沙是小孩比较喜滑沙是小孩比较喜欢的一项运动， 其运动过程可类比为如图欢的一项运动， 其运动过程可类比为如图 所示的模型，倾角为所示的模型，倾角为 37 的斜坡上有长为的斜坡上有长为 1 m 的滑板，滑板与沙间的动的滑板，滑板与沙间的动
19、 摩擦因数为摩擦因数为 9 16。小孩 。小孩(可视为质点可视为质点)坐在滑板上端，与坐在滑板上端，与 滑板一起由静止开始下滑。小孩与滑板之间的动摩滑板一起由静止开始下滑。小孩与滑板之间的动摩 擦因数取决于小孩的衣料，假设图中小孩与滑板间擦因数取决于小孩的衣料，假设图中小孩与滑板间 的动摩擦因数为的动摩擦因数为0.5， 小孩的质量与滑板的质量相等， 小孩的质量与滑板的质量相等， 斜坡足够长，斜坡足够长， sin 37 0.6， cos 37 0.8， g 取取 10 m/s2， 则下列判断正确的是则下列判断正确的是 ( ) A小孩在滑板上下滑的加速度大小为小孩在滑板上下滑的加速度大小为 2 m
20、/s2 B小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为 0.5 m/s2 C经过经过 2 s 的时间，小孩离开滑板的时间，小孩离开滑板 D小孩离开滑板时的速度大小为小孩离开滑板时的速度大小为4 3 3 m/s AC 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 解 析解 析 对 小 孩 ， 由 牛 顿 第 二 定 律 ， 加 速 度 大 小 为对 小 孩 ， 由 牛 顿 第 二 定 律 ， 加 速 度 大 小 为 a1 mgsin 37 1mgcos 37 m 2 m/s2，同理对滑板，加速度大小为，同理对滑板，加速度大小为 a2 mgsin 37 1mgcos 37 2
21、2mgcos 37 m 1 m/s2，选项选项 A 正确，正确，B 错误；错误； 要使小孩与滑板分离，需要满足要使小孩与滑板分离，需要满足1 2a1t 2 1 2a2t 2 L，解得，解得 t 2s(另一解不另一解不 符合， 舍去符合， 舍去)， 离开滑板时小孩的速度大小， 离开滑板时小孩的速度大小 va1t2 2m/s， 选项， 选项 C 正确，正确， D 错误。错误。 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 3(2019 江苏江苏，15)如图所示如图所示，质量相等的物块质量相等的物块A和和B叠放在水平地叠放在水平地 面上面上，左边缘对齐左边缘对齐。A与与B、B与地面间的动摩擦因数均为与
22、地面间的动摩擦因数均为。先敲击先敲击A， A立即获得水平向右的初速度立即获得水平向右的初速度，在在B上滑动距离上滑动距离L后停下后停下。接着敲击接着敲击B，B 立即获得水平向右的初速度立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动都向右运动，左边缘再次对齐时恰好左边缘再次对齐时恰好 相对静止相对静止，此后两者一起运动至停下此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 重力加速度为重力加速度为g。求：求： (1)A被敲击后获得的初速度大小被敲击后获得的初速度大小vA； (2)在左边缘再次对齐的前在左边缘再次对齐的前、后后，B运动加速度的大小运动加速度的大小aB、aB
23、； (3)B被敲击后获得的初速度大小被敲击后获得的初速度大小vB。 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 答案答案 (1) 2gL (2)3g g (3)2 2gL 解析解析 A、B 的运动过程如图所示的运动过程如图所示 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 (1)由牛顿运动定律知，由牛顿运动定律知，A 加速度的大小加速度的大小 aAg 匀变速直线运动匀变速直线运动 2aALv2 A 解得解得 vA 2gL。 (2)设设 A、B 的质量均为的质量均为 m 对齐前，对齐前，B 所受合外力大小所受合外力大小 F3mg 由牛顿运动定律由牛顿运动定律 FmaB，得，得 aB3g 对齐后，对
24、齐后，A、B 整体所受合外力大小整体所受合外力大小 F2mg 由牛顿运动定律由牛顿运动定律 F2maB，得，得 aBg。 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 (3)经过时间经过时间 t，A、B 达到共同速度达到共同速度 v，位移分别为，位移分别为 xA、xB，A 加速加速 度的大小等于度的大小等于 aA 则则 vaAt，vvBaBt xA1 2aAt 2， ，xBvBt1 2aBt 2 且且 xBxAL 解得解得 vB2 2gL。 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 4如图所示如图所示，倾角为倾角为37的斜面上有一固定挡板的斜面上有一固定挡板C，长度为长度为l1 10 m的木板
25、的木板B(与挡板与挡板C厚度相同厚度相同)上有一长度为上有一长度为l22 m的木板的木板A，A、B右右 端齐平端齐平，B与斜面之间的动摩擦因数为与斜面之间的动摩擦因数为10.5，A、B之间的动摩擦因数之间的动摩擦因数 为为2。现由静止释放现由静止释放A、B，两者相对静止一起向下加速两者相对静止一起向下加速，经过时间经过时间t2 s长木板长木板B与与C碰撞碰撞，碰后碰后B立即停止运动立即停止运动，重力加速度重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：求： (1)B与与C相碰时相碰时A的速度；的速度； (2)要使要使A不滑离不滑离B，A、B之间的动摩擦之间的动摩擦因因
26、数数2应满足的条件应满足的条件。 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 答案答案 (1)4 m/s (2)27 8 解析解析 本题考查板块模型的多过程问题、临界问题。本题考查板块模型的多过程问题、临界问题。 (1)A、B 一起向下加速的加速度为一起向下加速的加速度为 a1gsin 1gcos 2 m/s2， 则则 B 与与 C 相碰时相碰时 A 的速度为的速度为 va1t， 可得可得 v4 m/s。 高考一轮总复习 物理 第三章 牛顿运动定律 (2)当当 B 停止后，停止后，A 向下做减速运动，加速度为向下做减速运动，加速度为 a22gcos gsin ， 由运动学公式有由运动学公式有 v22a2l2a2(l1l2)， 可得可得 27 8， ， 则要使则要使 A 不滑出不滑出 B，A、B 之间的动摩擦因数应满足之间的动摩擦因数应满足 27 8。 。 谢谢观看
