板块模型学案

板块模型教学设计梁老师3、12一、板块问题的重要性理想模型法是物理思维的重要方法之一。我们在解决实际问题时，常要把问题中的物理情景转化为理想模型，然后再利用适合该模型的规律求解，因此在物理学习中培养建立物理模型的能力十分重要。板块模型是一种复合模型，是由板模型和滑块模型组合而成。构成系统的板块间存在着相互作用力，通过相互作用力做功，实现能量转化。可以从动量、能量和牛顿运动定律等多个角度来分析这一问题。因此，板块模型是对力学规律的综合应用能力考查的重要载体。且有很好的延展性，高考卷中多有涉及。在15、17、两年以此为背景进行考查。二、解题中存在的主要问题1、块和板有相对运动，参照物的选取出现错乱。2、对物体受力情况不能进行正确的分析。块和板之间有相互作用，分析力时没能彻底隔离物体，研究对象没盯死。3、涉及动量问题时，忽视守恒条件，没有正确判断系统是否满足动量守恒的条件，能不能用动量守恒定律求解。4、分析过程混淆。三、模型分析（一）、关联动力分配原理（一组）1、如图所示，把质量为m1=4kg的木块叠放在质量为m2=5kg的木快上.m2放在光滑的水平面上，恰好使m1相对m2开始滑动时作用于木块m1上的水平拉力F1=12N，那么，至少用多大的拉力F2拉木块m2，才能恰好使m1相对m2开始滑动？2、如图所示,A、B两物块叠放在一起,放在光滑地面上,已知A、B物块的质量分别为M、m,物块间粗糙.现用水平向右的恒力F1、F2先后分别作用在A、B物块上,物块A、B均不发生相对运动,则F1、F2的最大值之比为()A、B、C、D、(（二）关联临界问题1、地面光滑情况（二组）3、如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是()4、如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置质量为m的小滑块。木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出其加速度a，得到如图乙所示图象。最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取g=10m/s2，则（）A.滑块的质量m=4kgB.木板的质量M=6kgC.当F=8N时滑块加速度为2m/s2D.滑块与木板间动摩擦因数为0.12、地面不光滑5、如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为μ。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F,则当F2μmg时,A、B都相对地面静止当F=μmg时,A的加速度为μg当F3μmg时,A相对B滑动无论F为何值,B的加速度不会超过μg6、如图甲所示,有一块木板静止在足够长的粗糙水平面上,木板质量为,长为;木块右端放的一小滑块,小滑块质量为,可视为质点.现用水平恒力F作用在木板M右端,恒力F取不同数值时,小滑块和木板的加速度分别对应不同数值,两者的图象如图乙所示,取.求:(1)小滑块与木板之间的滑动摩擦因数,以及木板与地面的滑动摩擦因数.(2)若水平恒力,且始终作用在木板M上,当小滑块m从木板上滑落时,经历的时间为多长.（三）关联V--T、a--T图像法（三组）7、如图所示，光滑水平面上静止放着长L=4m，质量为M=3kg的木板（厚度不计），一个质量为m=1kg的小物体放在木板的最右端，m和M之间的动摩擦因数μ=0.1，今对木板施加一水平向右的拉力F，（g取10m/s2）（1）为使两者保持相对静止，F不能超过多少？（2）如果F=10N，求小物体离开木板时的速度？8、如图，两个滑块A和B的质量分别为和，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；木板的质量为，与地面间的动摩擦因数为。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为。、相遇时，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。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。（四）关联动量、能量综合问题9、如图所示，质量为的木板A放在水平面C上，木板与水平面间的动摩擦因数为，木板最右端放着质量为的小物块（视为质点），他们均处于静止状态，木板突然受到水平向右的的瞬时冲量作用开始运动，当小物块离开木板时，木板的动能为，小物块的动能为。（）求：（1）瞬时冲量作用结束时木板的速度为多少？（2）木板的长度是多少？10、如图所示，质量的小车静止在光滑的水平面上，车长。现有质量可视为质点的物块，以水平向右的速度从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数，取。求：（1）物块在车面上滑行的时间；（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度不超过多少。（四组）11、质量为2kg、长度为2.5m的长木板B在光滑的水平地面上以4m/s的速度向右运动，将一可视为质点的物体A轻放在B的右端，若A与B之间的动摩擦因数为0.2，A的质量为m=1kg。2/10smg求：（1）说明此后A、B的运动性质（2）分别求出A、B的加速度（3）经过多少时间A从B上滑下（4）A滑离B时，A、B的速度分别为多大？A、B的位移分别为多大？（5）若木板B足够长，最后A、B的共同速度四、思路总结：做好受力分析，做好运动分析，抓临界条件；根据所求物理量，恰当选择公式，提高解题效率。求解板块模型类型题，关键要分析清楚板块之间的相互作用方式，作用过程，分析清楚每一组成部分的作用过程及其特点，及其各自所遵循的规律。滑块做怎样的运动有什么特点，板做怎样的运动，有什么特点，联系各个部分模型运动过程的物理量是什么，是时间，位移还是速度，摩擦力的作用，动量关系，能量关系，分析清楚这些物理量及其关系，对于求解板块模型类像至关重要。在解题过程中要全面分析。