1、核心素养微专题模型建构板块模型 滑块和木板组成相互作用的系统滑块和木板组成相互作用的系统,在摩擦力的作用下发生相对滑动在摩擦力的作用下发生相对滑动,称为板称为板块模型。板块模型是高中动力学部分中的一类重要模型块模型。板块模型是高中动力学部分中的一类重要模型,也是高考考查的重也是高考考查的重点点,能从多方面体现物理学科素养。此类模型的一个典型特征是能从多方面体现物理学科素养。此类模型的一个典型特征是:滑块、木滑块、木板间通过摩擦力作用使物体的运动状态发生变化。常见类型如下板间通过摩擦力作用使物体的运动状态发生变化。常见类型如下:类型类型图示图示规律分析规律分析B B带动带动A A 木板木板B B
2、带动物块带动物块A,A,物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板左端时二者速度相等滑到木板左端时二者速度相等,则位移关系为则位移关系为x xB B=x=xA A+L+LA A带动带动B B 物块物块A A带动木板带动木板B,B,物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板右端时二者速度相等滑到木板右端时二者速度相等,则位移关系为则位移关系为x xB B+L=x+L=xA AF F作用作用于于A A上上 力力F F作用在物块作用在物块A A上讨论相关的临界情况上讨论相关的临界情况F F作用作用于于
3、B B上上 力力F F作用在木板作用在木板B B上讨论相关的临界情况上讨论相关的临界情况 真题真题情境图情境图考查角度考查角度命题规律命题规律20152015全国卷全国卷T25T25 摩擦力、牛顿运动定律和匀摩擦力、牛顿运动定律和匀变速直线运动规律等综合应变速直线运动规律等综合应用用1.1.目前考查的真题目前考查的真题中中,都涉及牛顿运动都涉及牛顿运动定律的应用。定律的应用。2.2.预计接下来的高预计接下来的高考中会涉及牛顿运考中会涉及牛顿运动定律和动量相结动定律和动量相结合的题目。合的题目。20152015全国卷全国卷T25T25 牛顿第二定律、物块与木板牛顿第二定律、物块与木板相对运动等综
4、合应用相对运动等综合应用20172017全国卷全国卷T25T25 牛顿运动定律和匀变速直线牛顿运动定律和匀变速直线运动等综合应用运动等综合应用20192019全国卷全国卷T20T20 牛顿运动定律和图象相结合牛顿运动定律和图象相结合真题演变真题演变辨知规律辨知规律情境命题情境命题素养培优素养培优情境命题情境命题1 1 滑块、木板上均未施加力滑块、木板上均未施加力【典例【典例1 1】(2020(2020济南一模济南一模)如图所示，一足够长木板如图所示，一足够长木板B B的质量的质量M=2 kgM=2 kg，静，静止放在粗糙的水平地面上，现有一质量止放在粗糙的水平地面上，现有一质量m=1 kgm=
5、1 kg的小滑块的小滑块A A以以v v0 0=9 m/s=9 m/s的初速的初速度从木板的左端滑上木板。度从木板的左端滑上木板。A A、B B之间的动摩擦因数之间的动摩擦因数1 1=0.4=0.4，B B与地面之间与地面之间的动摩擦因数的动摩擦因数2 2=0.1=0.1，重力加速度，重力加速度g g取取10 m/s10 m/s2 2。20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型求：求：(1)A(1)A、B B相对运动过程中，相对运动过程中，B B的加速度大小；的加速度大小；(2)A(2)A、B B之间因摩擦而产生的热
6、量；之间因摩擦而产生的热量；(3)B(3)B在水平地面上滑行的距离。在水平地面上滑行的距离。20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型【解析】【解析】(1)A(1)A、B B相对运动过程中，对相对运动过程中，对B B由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得1 1mg-mg-2 2(m+M)g(m+M)g=Ma=MaB B，解得，解得a aB B=0.5 m/s=0.5 m/s2 2；(2)(2)滑块滑块A A的加速度的加速度a aA A=1 1g=4 m/sg=4 m/s2 2，两者共速时，两者共速时v=vv=v0 0-a-
7、aA At=at=aB Bt t，解得，解得t=2 st=2 s，v=1 m/sv=1 m/s，此时，此时A A相对于相对于B B的位移的位移s=vs=v0 0t-at-aA At t2 2-a-aB Bt t2 2=9 m=9 m，A A、B B之间因摩擦之间因摩擦而产生的热量而产生的热量Q=Q=1 1mgs=36 Jmgs=36 J；(3)(3)从开始运动到从开始运动到A A、B B共速，共速，B B滑行的距离为滑行的距离为x x1 1=a=aB Bt t2 2=1 m=1 m，共速后，共速后，A A、B B一起一起向前做减速运动，加速度向前做减速运动，加速度a a3 3=2 2g=1 m
8、/sg=1 m/s2 2，滑行的距离，滑行的距离x x2 2=0.5 m=0.5 m，则则B B在水平地面上滑行的距离在水平地面上滑行的距离x=xx=x1 1+x+x2 2=1.5 m=1.5 m。答案：答案：(1)0.5 m/s(1)0.5 m/s2 2(2)36 J(2)36 J(3)1.5 m(3)1.5 m121212223v1 m2a2 120212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型情境命题情境命题2 2 力作用在滑块上力作用在滑块上【典例【典例2 2】(2020(2020日照四模日照四模)如图所示如图所示,
9、质量质量M=2 kgM=2 kg的滑板的滑板A A放在水平地面上放在水平地面上,当当A A向右滑动的速度向右滑动的速度v v0 0=13.5 m/s=13.5 m/s时时,在在A A中间位置轻轻地放上一个大小不计、中间位置轻轻地放上一个大小不计、质量质量m=1 kgm=1 kg的小物块的小物块B,B,同时给同时给B B施加一个水平向右的施加一个水平向右的F=6 NF=6 N的恒力作用并开始计的恒力作用并开始计时。已知时。已知A A与地面间的动摩擦因数与地面间的动摩擦因数1 1=0.1,A=0.1,A与与B B间的动摩擦因数间的动摩擦因数2 2=0.4=0.4。(设滑板设滑板A A足够长足够长,
10、取取g=10 m/sg=10 m/s2 2)求求:(1)(1)经过多长时间经过多长时间A A、B B达到共同速度达到共同速度;(2)(2)从开始计时到从开始计时到A A、B B达到共同速度的时间内达到共同速度的时间内,A,A、B B间因摩擦而产生的热量间因摩擦而产生的热量Q;Q;(3)2 s(3)2 s内滑板内滑板A A的位移大小。的位移大小。20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型【解析】【解析】(1)(1)设设A A的加速度大小为的加速度大小为a a1 1,对对A A由牛顿第二定律可得由牛顿第二定律可得2 2m
11、g+mg+1 1(M+m)g=Ma(M+m)g=Ma1 1解得解得a a1 1=3.5 m/s=3.5 m/s2 2,方向向左方向向左 设设B B的加速度大小为的加速度大小为a a2 2,对对B B由牛顿第二定律可得由牛顿第二定律可得F+F+2 2mg=mamg=ma2 2解得解得a a2 2=10 m/s=10 m/s2 2,方向向右方向向右 A A做减速运动做减速运动v v1 1=v=v0 0-a-a1 1t t B B做加速运动做加速运动v v2 2=a=a2 2t t A A、B B达到共同速度时达到共同速度时v v1 1=v=v2 2解得解得t=1 st=1 s20212021届高考
12、物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型(2)(2)从开始计时到达到共同速度从开始计时到达到共同速度,A,A的位移大小为的位移大小为x x1 1=v=v0 0t-t-a a1 1t t2 2=11.75 m=11.75 mB B的位移大小为的位移大小为x x2 2=a a2 2t t2 2=5 m=5 mA A、B B间因摩擦而产生的热量为间因摩擦而产生的热量为Q,Q,则则Q=Q=2 2mg(xmg(x1 1-x-x2 2)=27 J)=27 J121220212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物
13、理二轮复习课件微专题模型建构板块模型(3)(3)经分析经分析,A,A、B B达到共同速度之后无法相对静止达到共同速度之后无法相对静止,各自做变速运动。设各自做变速运动。设A A的加速的加速度大小为度大小为a a3 3,对对A A由牛顿第二定律可得由牛顿第二定律可得:2 2mg-mg-1 1(M+m)g=Ma(M+m)g=Ma3 3解得解得a a3 3=0.5 m/s=0.5 m/s2 2,方向向右方向向右;1 s1 s时时,由由(1)(1)可得可得v v1 1=10 m/s,=10 m/s,再经过再经过1 s,A1 s,A的位移大小为的位移大小为x x3 3=v=v1 1t+t+a a3 3t
14、t2 2=10.25 m=10.25 m2 s2 s内滑板内滑板A A的位移大小为的位移大小为x xA A=x=x1 1+x+x3 3=22 m=22 m答案答案:(1)1 s(1)1 s(2)27 J(2)27 J(3)22 m(3)22 m1220212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型情境命题情境命题3 3 力作用在木板上力作用在木板上【典例【典例3 3】(2020(2020辽南协作体一模辽南协作体一模)如图所示如图所示,光滑水平面上静止放置质量光滑水平面上静止放置质量M=2 kgM=2 kg的足够长木板的足够长
15、木板C;C;离板右端离板右端x=0.72 mx=0.72 m处静止放置质量处静止放置质量m mA A=1 kg=1 kg的小物块的小物块A,AA,A与与C C间的动摩擦因数间的动摩擦因数=0.4;=0.4;在木板右端静止放置质量在木板右端静止放置质量m mB B=1 kg=1 kg的小物块的小物块B,BB,B与与C C间的摩擦忽略不计间的摩擦忽略不计,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A A、B B均可视为均可视为质点质点,g,g取取10 m/s10 m/s2 2,现在木板上加一水平向右的力现在木板上加一水平向右的力F,F,到到A A与与B B发生弹性碰撞时发生弹性碰
16、撞时撤去力撤去力F F。问。问:20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型(1)A(1)A与与B B碰撞之前碰撞之前,B,B的加速度大小的加速度大小;(2)(2)在在A A与与B B碰撞之前碰撞之前,若维持若维持A A与与C C相对静止相对静止,则则F F最大为多少最大为多少?(3)(3)若若F=3 N,F=3 N,则长木板则长木板C C最终的对地速度是多大最终的对地速度是多大?【解析】【解析】(1)A(1)A在与在与B B碰撞之前碰撞之前B B静止不动静止不动,所受合外力为零所受合外力为零,所以加速度为零。所以加速
17、度为零。(2)(2)若若A A、C C相对静止相对静止,临界加速度大小临界加速度大小a a0 0=4 m/s=4 m/s2 2则则C C受到的推力最大为受到的推力最大为F F0 0=(M+m=(M+mA A)a)a0 0=12 N=12 NAAm gm20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型(3)A(3)A、C C一起运动的加速度一起运动的加速度a=a=1 m/s=1 m/s2 2A A、B B碰撞前瞬间碰撞前瞬间A A、C C的共同速度为的共同速度为v v0 0=m/s=1.2 m/s m/s=1.2 m/sA
18、A、B B发生弹性碰撞发生弹性碰撞,选取水平向右为正选取水平向右为正,由动量守恒和能量守恒定律可得由动量守恒和能量守恒定律可得m mA Av v0 0=m=mA Av vA A+m+mB Bv vB B速度交换解得速度交换解得v vA A=0=0碰后碰后A A、C C组成系统组成系统,根据动量守恒可得根据动量守恒可得MvMv0 0=(M+m=(M+mA A)v)v解得长木板解得长木板C C最终的对地速度最终的对地速度v=0.8 m/sv=0.8 m/s答案答案:(1)0(1)0(2)12 N(2)12 N(3)0.8 m/s(3)0.8 m/sAFmM2ax2 1 0.72 222A0AABB
19、111m vm vm v22220212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型【名师点睛】【名师点睛】板块模型问题的解题策略板块模型问题的解题策略 20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型素养专题培优练素养专题培优练素养专题培优练素养专题培优练(三三)板板 块块 模模 型型 (45(45分钟分钟100100分分)一、选择题一、选择题(本题共本题共8 8小题小题,每小题每小题8 8分分,共共6464分分,其中其中1 15 5题为单选题为单选,6,
20、68 8题为多选题为多选)1.(20201.(2020永州二模永州二模)如图所示如图所示,固定在水平地面的斜面体固定在水平地面的斜面体,其斜面倾角其斜面倾角=30=30,斜面长斜面长x=1.6 m,x=1.6 m,底端与长木板底端与长木板B B上表面等高上表面等高,B,B静止在光滑水平地面上静止在光滑水平地面上,左端与斜左端与斜面接触但不粘连面接触但不粘连,斜面底端与斜面底端与B B的上表面接触处平滑连接。一可视为质点的滑块的上表面接触处平滑连接。一可视为质点的滑块A A从斜面顶端处由静止开始下滑从斜面顶端处由静止开始下滑,最终最终A A刚好未从刚好未从B B上滑下。已知上滑下。已知A A、B
21、 B的质量均为的质量均为1 kg,A1 kg,A与斜面间的动摩擦因数与斜面间的动摩擦因数1 1=,A,A与与B B上表面间的动摩擦因数上表面间的动摩擦因数2 2=0.5,=0.5,重力重力加速度加速度g g取取10 m/s10 m/s2 2,下列说法正确的是下列说法正确的是()3420212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型A.AA.A的最终速度为的最终速度为0 0B.BB.B的长度为的长度为0.4 m0.4 mC.AC.A在在B B上滑动过程中上滑动过程中,A,A、B B系统所产生的内能为系统所产生的内能为1 J1
22、JD.AD.A在在B B上滑动过程中上滑动过程中,A,A、B B系统所产生的内能为系统所产生的内能为2 J2 J20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型【解析】【解析】选选C C。设。设A A、B B的质量均为的质量均为m,Am,A刚滑上刚滑上B B的上表面时的速度大小为的上表面时的速度大小为v v0 0。滑块。滑块A A沿斜面下滑的过程沿斜面下滑的过程,由动能定理得由动能定理得mgxsin-mgxsin-1 1mgxcos=m -0,mgxcos=m -0,解得解得v v0 0=2 m/s2 m/s。设。设A A
23、刚好滑到刚好滑到B B右端的时间为右端的时间为t,t,两者的共同速度为两者的共同速度为v v。滑块。滑块A A滑上木板滑上木板B B后后,木板木板B B向右做匀加速运动向右做匀加速运动,A,A向右做匀减速运动。向右做匀减速运动。1220v20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型根据牛顿第二定律得根据牛顿第二定律得:对对A A有有2 2mg=mamg=maA A,对对B B有有 2 2mg=mamg=maB B,则则v=vv=v0 0-a-aA At=at=aB Bt,t,联立解联立解得得 t=0.2 s,v=1 m
24、/s,t=0.2 s,v=1 m/s,所以所以A A的最终速度为的最终速度为1 m/s,1 m/s,选项选项A A错误错误;木板木板B B的长度为的长度为L=xL=xA A-x-xB B=0.2 m=0.2 m,0.2 m=0.2 m,选项选项B B错误错误;A;A在在B B上滑动过程中上滑动过程中,A A、B B系统所产生的内能为系统所产生的内能为 Q=Q=2 2mgL=0.5mgL=0.51 110100.2 J=1 J,0.2 J=1 J,选项选项C C正确正确,D D错误。错误。00vvvv2ttt222220212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高
25、考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型2.2.如图所示如图所示,一长木板在水平地面上运动一长木板在水平地面上运动,在某时刻在某时刻(t=0)(t=0)将一相对于地面静将一相对于地面静止的物块轻放到木板上止的物块轻放到木板上,已知物块与木板的质量相等已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板物块与木板间及木板与地面间均有摩擦与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后始终在木板上。在物块放到木板上之后,木板运动的速度木板运动的速度时间图象可能是时间图象可能是下列选项中的下列选项中的()202
26、12021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型【解析】【解析】选选A A。设在木板与物块未达到相同速度之前。设在木板与物块未达到相同速度之前,木板的加速度为木板的加速度为a a1 1,物物块与木板间的动摩擦因数为块与木板间的动摩擦因数为1 1,木板与地面间的动摩擦因数为木板与地面间的动摩擦因数为2 2。对木板。对木板应用牛顿第二定律得应用牛顿第二定律得:-1 1mg-mg-2 22mg=ma2mg=ma1 1a a1 1=-(=-(1 1+2+22 2)g)g设物块与木板达到相同速度之后设物块与木板达到相同速度之后,木板的加速
27、度为木板的加速度为a a2 2,对整体有对整体有-2 22mg=2ma2mg=2ma2 2a a2 2=-=-2 2g,g,可见可见|a|a1 1|a|a2 2|由由v-tv-t图象的斜率表示加速度大小可知图象的斜率表示加速度大小可知,图象图象A A正确。正确。20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型3.3.如图所示如图所示,质量均为质量均为1.0 kg1.0 kg的木板的木板A A和半径为和半径为0.2 m0.2 m的的 光滑圆弧槽光滑圆弧槽B B静置在光静置在光滑水平面上滑水平面上,A,A和和B B接触但不粘连
28、接触但不粘连,B,B左端圆弧与左端圆弧与A A上表面相切。现有一质量为上表面相切。现有一质量为2.0 kg2.0 kg的小滑块的小滑块C C以以5 m/s5 m/s的水平初速度从左端滑上的水平初速度从左端滑上A,CA,C离开离开A A时时,A,A的速度大小为的速度大小为1.0 m/s1.0 m/s。已知。已知A A、C C间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为0.5,0.5,重力加速度重力加速度g g取取10 m/s10 m/s2 2。下列说法正。下列说法正确的是确的是()A.A.木板木板A A的长度为的长度为0.85 m0.85 mB.B.滑块滑块C C能够离开能够离开B B且离开且离开B B后做
29、竖直上抛运动后做竖直上抛运动C.C.整个过程中整个过程中A A、B B、C C组成的系统水平方向动量守恒组成的系统水平方向动量守恒D.BD.B的最大速度为的最大速度为10 m/s10 m/s1420212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型【解析】【解析】选选C C。由于在光滑水平面上。由于在光滑水平面上,小滑块小滑块C C与木板与木板A A作用过程中作用过程中,动量守恒动量守恒;滑滑块在光滑圆弧槽块在光滑圆弧槽B B滑行的过程中滑行的过程中,系统水平方向不受外力系统水平方向不受外力,动量守恒动量守恒;所以整个过所以整个
30、过程程A A、B B、C C组成的系统水平方向动量守恒组成的系统水平方向动量守恒,选项选项C C正确正确;滑块在木板上滑行的过程滑块在木板上滑行的过程中中,设向右为正方向设向右为正方向,对系统由动量守恒和能量守恒可得对系统由动量守恒和能量守恒可得m mC Cv vC C=m=mC Cv vC C+(m+(mA A+m+mB B)v)vABAB,m,mC C =m =mC C +(m +(mA A+m+mB B)+m)+mC CgL,gL,联立并代入联立并代入数据得数据得v vC C=4 m/s,L=0.8 m,=4 m/s,L=0.8 m,选项选项A A错误错误;滑块在光滑圆弧槽滑块在光滑圆弧
31、槽B B上滑行的过程中上滑行的过程中,假假设两者能达到速度相同设两者能达到速度相同,此时滑块滑上圆弧槽的最大高度。此时滑块滑上圆弧槽的最大高度。122Cv122Cv122ABv20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型根据系统的动量守恒和能量守恒可得根据系统的动量守恒和能量守恒可得m mC Cv vC C+m+mB Bv vABAB=(m=(mC C+m+mB B)v)v共共,m,mC Cv vC C2 2+m mB B =(m =(mC C+m+mB B)+m)+mC Cgh,gh,联立并代入数据得联立并代入数据得
32、h=0.15 m0.2 m,h=0.15 m0.2 m,假设成立。假设成立。即滑块即滑块C C不会离开不会离开B,B,选项选项B B错误错误;之后滑块会下滑之后滑块会下滑,圆弧槽速度继续增大。当滑块圆弧槽速度继续增大。当滑块滑到最低点时滑到最低点时,圆弧槽获得最大速度圆弧槽获得最大速度,根据系统的动量守恒和能量守恒可得根据系统的动量守恒和能量守恒可得(m(mC C+m+mB B)v)v共共=m=mC Cv vC C+m+mB Bv vBmaxBmax,m,mC C +m +mB B =(m =(mC C+m+mB B)+m)+mC Cgh,gh,解得解得v vBmaxBmax=5 m/s,=5
33、 m/s,选项选项D D错误。错误。12122ABv122v共122Cv12max2Bv122v共20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型4.4.如图甲所示如图甲所示,光滑斜面上有固定挡板光滑斜面上有固定挡板A,A,斜面上叠放着小物块斜面上叠放着小物块B B和薄木板和薄木板C C、木板下端位于板木板下端位于板A A处处,整体处于静止状态整体处于静止状态,木板木板C C受到逐渐增大的沿斜面向上受到逐渐增大的沿斜面向上的拉力的拉力F F作用时作用时,木板木板C C的加速度的加速度a a与拉力与拉力F F的关系图象如图乙
34、所示的关系图象如图乙所示,已知最大已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度重力加速度g g取取10 m/s10 m/s2 2,则由图可知则由图可知,下列说法错下列说法错误的是误的是()A.10 NF15 NA.10 NF15 NB.F15 N时物块时物块B B和木板和木板C C相对滑动相对滑动C.C.木板木板C C的质量可求出的质量可求出D.D.木板和物块两者间的动摩擦因数可求出木板和物块两者间的动摩擦因数可求出20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型【解析】【解析】选选C C。由图可知。由
35、图可知,当当10 NF15 N10 NF15 NF15 N时时木板的加速度变大木板的加速度变大,可知此时物块可知此时物块B B和木板和木板C C产生了相对滑动产生了相对滑动,选项选项A A、B B正确正确;对木对木板和物块组成的整体板和物块组成的整体,当当F F1 1=10 N=10 N时时,a=0,a=0,则则F F1 1=(M+m)gsin,=(M+m)gsin,当当F F2 2=15 N=15 N时时,a=,a=2.5 m/s2.5 m/s2 2,则则F F2 2-(M+m)gsin=(M+m)a,-(M+m)gsin=(M+m)a,联立方程可求解联立方程可求解M+m=2 kg,sin=
36、0.5,M+m=2 kg,sin=0.5,但但是不能求解木板是不能求解木板C C的质量的质量,选项选项C C错误错误;因当因当F F2 2=15 N=15 N时时,a=2.5 m/s,a=2.5 m/s2 2,此时物块和木此时物块和木板开始发生相对滑动板开始发生相对滑动,此时物块和木板之间的摩擦力达到最大此时物块和木板之间的摩擦力达到最大,则对物块则对物块mgcos-mgsin=ma,mgcos-mgsin=ma,联立方程可求解联立方程可求解=,=,选项选项D D正确。正确。3220212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块模型20212021届高考物理二轮复习课件微专题模型建构板块
37、模型5.5.如图所示如图所示,物块物块A A质量为质量为1 kg,1 kg,足够长的木板足够长的木板B B质量为质量为2 kg,2 kg,叠放在水平地面上叠放在水平地面上,A,A、B B间动摩擦因数间动摩擦因数1 1=0.4,B=0.4,B与地面间动摩擦因数与地面间动摩擦因数2 2=0.1,=0.1,且最大静摩擦力等于滑动且最大静摩擦力等于滑动摩擦力摩擦力,现对现对A A施加一个逐渐增大的水平力施加一个逐渐增大的水平力F=kt(k=1 N/s,tF=kt(k=1 N/s,t为时间为时间),g),g取取10 m/s10 m/s2 2,则下面关于则下面关于A A与与B B间摩擦力间摩擦力f fA
38、A、B B与地面间摩擦力与地面间摩擦力f fB B以及以及A A、B B加速度与时间关系图象加速度与时间关系图象正确的是正确的是()【解题指南】【解题指南】解答本题可按以下思路进行分析解答本题可按以下思路进行分析:(1)(1)先对先对A A、B B整体受力分析整体受力分析,当施加的拉力小于当施加的拉力小于B B与地面的摩擦力时与地面的摩擦力时,A,A、B B静静止。止。(2)(2)对对B B进行受力分析进行受力分析,判断出判断出B B的最大加速度。的最大加速度。(3)(3)对对A A进行受力分析进行受力分析,判断出判断出A A、B B发生相对滑动时的拉力大小发生相对滑动时的拉力大小,此后此后A
39、 A、B B受受到的摩擦力为滑动摩擦力到的摩擦力为滑动摩擦力,结合牛顿第二定律即可判断。结合牛顿第二定律即可判断。【解析】【解析】选选B B。对。对A A、B B整体进行受力分析可得在整体进行受力分析可得在0 03 s3 s内即内即F F在在0 03 N3 N时时,A,A、B B静静止止,A,A、B B加速度加速度a=0,a=0,摩擦力摩擦力f fA A、f fB B均匀增大。在均匀增大。在3 34.5 s4.5 s内即内即F F在在3 34.5 N4.5 N时时,A,A、B B有共同的加速度有共同的加速度a=m/sa=m/s2 2=(-1)m/s=(-1)m/s2 2,在在4.5 s4.5
40、s时即时即F=4.5 NF=4.5 N时时,A,A、B B共同加速度最大为共同加速度最大为a=0.5 m/sa=0.5 m/s2 2,此时此时f fA A=4 N=4 N、f fB B=3 N,=3 N,在在t=4.5 st=4.5 s以后即以后即F4.5 N,AF4.5 N,A、B B相对滑动相对滑动,a aA A=(F-4)m/s=(F-4)m/s2 2,f,fA A不再变化不再变化,a,aB B=0.5 m/s=0.5 m/s2 2,f,fB B不再变化不再变化,注意注意4.5 s4.5 s前后前后A A的加速度的加速度变化快慢不同变化快慢不同,选项选项B B正确正确,A,A、C C、D
41、 D错误。错误。F33F3【加固训练】【加固训练】如图所示如图所示,A,A、B B两物块的质量分别为两物块的质量分别为2m2m和和m,m,静止叠放在水平地面上。静止叠放在水平地面上。A A、B B间的动间的动摩擦因数为摩擦因数为,B,B与地面间的动摩擦因数为与地面间的动摩擦因数为 。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 g。现对。现对A A施加一水平拉力施加一水平拉力F,F,则则()A.A.当当F2mgF3mgF3mg时时,A,A相对相对B B滑动滑动D.D.无论无论F F为何值为何值,B,B的加速度不会超过的加速度不会超过 gg 12521534
42、【解析】【解析】选选C C。A A、B B间的最大静摩擦力为间的最大静摩擦力为2mg,B2mg,B和地面之间的最大静摩擦力和地面之间的最大静摩擦力为为 mg,mg,对对A A、B B整体整体,只要只要F mg,F mg,整体就会运动整体就会运动,A,A错误错误;当当A A对对B B的摩擦力的摩擦力为最大静摩擦力时为最大静摩擦力时,A,A、B B将要发生相对滑动将要发生相对滑动,故故A A、B B一起运动的加速度的最大值一起运动的加速度的最大值满足满足2mg-mg=ma2mg-mg=mamaxmax,B,B运动的最大加速度运动的最大加速度a amaxmax=g,D=g,D错误错误;此时此时,对对
43、A A、B B整体整体,有有F-mg=3maF-mg=3mamaxmax,则则F3mgF3mg时两者会发生相对运动时两者会发生相对运动,C,C正确正确;当当F=mgF=mg时时,两者相对静止两者相对静止,一起滑动一起滑动,加速度满足加速度满足F-mg=3ma,F-mg=3ma,解得解得a=g,Ba=g,B错错误。误。32323212325232136.(20206.(2020潍坊四模潍坊四模)如图所示如图所示,木板甲长为木板甲长为L,L,放在水平桌面上放在水平桌面上,可视为质点的物块乙叠可视为质点的物块乙叠放在甲左端放在甲左端,已知甲、乙质量相等已知甲、乙质量相等,甲与乙、甲与桌面间动摩擦因数
44、相同。对乙施加水甲与乙、甲与桌面间动摩擦因数相同。对乙施加水平向右的瞬时冲量平向右的瞬时冲量I,I,乙恰好未从甲上滑落乙恰好未从甲上滑落;此时对甲施加水平向右的瞬时冲量此时对甲施加水平向右的瞬时冲量I,I,此后此后()A.A.乙加速时间与减速时间相同乙加速时间与减速时间相同B.B.甲做匀减速运动直到停止甲做匀减速运动直到停止C.C.乙最终停在甲中点乙最终停在甲中点D.D.乙最终停在距甲右端乙最终停在距甲右端 L L处处14【解析】【解析】选选A A、D D。对乙施加水平向右的瞬时冲量。对乙施加水平向右的瞬时冲量I,I,对乙有对乙有mg=mamg=ma1 1,解得解得a a1 1=g=g。乙对甲
45、的摩擦力水平向右乙对甲的摩擦力水平向右,大小为大小为mg,mg,甲与地面间的最大静摩擦力为甲与地面间的最大静摩擦力为f fmaxmax=2mgmg,=2mgmg,则此情况下甲静止则此情况下甲静止,则有则有()()2 2=2gL=2gL。对甲施加水平向右。对甲施加水平向右的的瞬时冲量瞬时冲量I,I,对甲有对甲有3mg=ma3mg=ma2 2,解得解得a a2 2=3g=3g。乙受甲向右的摩擦力。乙受甲向右的摩擦力,则乙向右则乙向右加加速速,加速度为加速度为g,g,甲向右减速甲向右减速,加速度大小为加速度大小为3g,3g,当甲、乙速度相等时当甲、乙速度相等时,接下来接下来甲、乙一起减速甲、乙一起减
46、速,加速度为加速度为a=g,a=g,直到停止直到停止,Im2mg2mg由于乙加速和减速的加速度大小相等由于乙加速和减速的加速度大小相等,且先由静止加速后减速直到停止且先由静止加速后减速直到停止,则乙加则乙加速和减速的时间相等速和减速的时间相等,由于甲减速过程中的加速度大小变化由于甲减速过程中的加速度大小变化,则甲做变减速运动则甲做变减速运动,选项选项A A正确正确,B,B错误错误;从开始到甲、乙速度相等过程有从开始到甲、乙速度相等过程有 -3gt=gt,-3gt=gt,解得解得t=,t=,则共同速度为则共同速度为v=gt=gv=gt=g =。对乙有。对乙有x x乙乙=t=t。对甲有对甲有x x
47、甲甲=t,=t,其中其中v v0 0=,=,则则x=xx=x甲甲-x-x乙乙,联立解得联立解得x=,x=,选项选项C C错误错误,D D正确。正确。ImI4 mgI4 mgI4mv20vv2 ImL47.7.如图所示如图所示,在光滑的水平面上有一个质量为在光滑的水平面上有一个质量为M M的木板的木板B B处于静止状态处于静止状态,现有现有一个质量为一个质量为m m的木块的木块A A从从B B的左端以初速度的左端以初速度v v0 0=4 m/s=4 m/s开始水平向右滑动开始水平向右滑动,已知已知M=2 kg,M=2 kg,m=1 kg,m=1 kg,板长为板长为2 m,2 m,木块木块A A经
48、过经过1 s1 s后从后从B B的右端滑下的右端滑下(g(g取取10 m/s10 m/s2 2),),下面说下面说法正确的是法正确的是()A.AA.A和和B B间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为0.320.32B.AB.A离开离开B B时的速度为时的速度为0.8 m/s0.8 m/sC.AC.A和和B B间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为 D.AD.A离开离开B B时的速度为时的速度为 m/sm/s41543【解析】【解析】选选C C、D D。设。设A A和和B B间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为,根据牛顿第二定律得根据牛顿第二定律得:对对A A有有mg=mamg=maA A,对对B B有有mg=
49、Mamg=MaB B,木块木块A A滑到滑到B B板右端时板右端时,有有L=(vL=(v0 0t-at-aA At t2 2)-a)-aB Bt t2 2,联立解得联立解得=,=,故选项故选项A A错误错误,C,C正确正确;由于由于a aA A=g=m/s=g=m/s2 2,则则A A离开离开B B时的时的速度为速度为v vA A=v=v0 0-a-aA At=m/s,t=m/s,选项选项B B错误错误,D,D正确。正确。121241583438.(20208.(2020济南二模济南二模)如图甲所示，滑块如图甲所示，滑块A A和足够长的木板和足够长的木板B B叠放在水平地面叠放在水平地面上，上
50、，A A和和B B之间、之间、B B和地面之间的动摩擦因数相同，和地面之间的动摩擦因数相同，A A和和B B的质量均为的质量均为m m。现对。现对B B施加一水平向右逐渐增大的力施加一水平向右逐渐增大的力F F，当，当F F增大到增大到F F0 0时时B B开始运动，之后力开始运动，之后力F F按图乙按图乙所示的规律继续增大，图乙中的所示的规律继续增大，图乙中的x x为为B B运动的位移，已知最大静摩擦力等于运动的位移，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。对两物体的运动过程，以下说法正确的是滑动摩擦力。对两物体的运动过程，以下说法正确的是()A.A.木板木板B B开始运动后过一段时间，开始运动后过
