备考2020年高考物理专题1.10动力学中的板块问题精准突破含解析.pdf

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1、专题1.10动力学中的板块问题【专题诠释】1．模型特征滑块——滑板模型(如图a)，涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热，多次相互作用，属于多物体、多过程问题，知识综合性较强，对能力要求较高，故频现于高考试卷中．另外，常见的子弹射击滑板(如图b)、圆环在直杆中滑动(如图c)都属于滑块类问题，处理方法与滑块——滑板模型类似．2．两种类型类型图示规律分析木板B带动物块A，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，则位移关系为x＝xBA＋L物块A带动木板B，物块恰好不从木板上掉下的临界

2、条件是物块恰好滑到木板右端时二者速度相等，则位移关系为x＋L＝BxA【高考领航】【2019·江苏高考】如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下。接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：(1)A被敲击后获得的初速度大小v；A(2)在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大

3、小a、a′；BB(3)B被敲击后获得的初速度大小v。B【答案】(1)2μgL(2)3μgμg(3)22μgL【解析】A、B的运动过程如图所示：(1)A被敲击后，B静止，A向右运动，由牛顿第二定律知，A的加速度大小a＝μgAA在B上滑动时有2aL＝v2AA解得：v＝2μgL。A(2)设A、B的质量均为m对齐前，A相对B滑动，B所受合外力大小F＝μmg＋2μmg＝3μmg由牛顿第二定律得F＝ma，得a＝3μgBB对齐后，A、B相对静止，整体所受合外力大小F′＝2μmg由牛顿第二定律得F′＝2ma′，得a′＝

4、μg。BB(3)设B被敲击后，经过时间t，A、B达到共同速度v，位移分别为x、x，A的加速度大小等于aABA则v＝at，v＝v－atABB11x＝at2，x＝vt－at2A2ABB2B且x－x＝LBA解得：v＝22μgL。B【2017·高考全国卷Ⅲ】如图，两个滑块A和B的质量分别为m＝1kg和m＝5kg，放在静止于水平地面AB上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ＝0.5；木板的质量为m＝4kg，与地面间的动摩擦因1数为μ＝0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v＝3m/s.A、

5、B相遇时，A与木板恰好20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.【答案】见解析【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和木板所受的摩擦力大小分别为f、f和f，A和B相对于地面的加速度大小分别为a和a，木板相对于地面的加速度大小为a.在物块123AB1B与木板达到共同速度前有f＝μmg①f＝μmg②f＝μ(m＋m＋m)g③11A21B32AB由牛顿第二定律得f＝m

6、a④f＝ma⑤f－f－f＝ma⑥1AA2BB2131设在t时刻，B与木板达到共同速度，其大小为v.由运动学公式有v＝v－at⑦v＝at⑧1110B1111联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得v＝1m/s.⑨11(2)在t时间间隔内，B相对于地面移动的距离为s＝vt－at2⑩1B012B1设在B与木板达到共同速度v后，木板的加速度大小为a.对于B与木板组成的体系，由牛顿第二定律有f121＋f＝(m＋m)a⑪3B2由①②④⑤式知，a＝a；再由⑦⑧式知，B与木板达到共同速度时，A的速度大小也为v，但运动方向

7、与AB1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v.设A的速度大小从v变到v所212用的时间为t，则由运动学公式，对木板有v＝v－at⑫22122对A有v＝－v＋at⑬21A21在t时间间隔内，B(以及木板)相对地面移动的距离为s＝vt－at2⑭21122221在(t＋t)时间间隔内，A相对地面移动的距离为s＝v(t＋t)－a(t＋t)2⑮12A0122A12A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s＝s＋s＋s⑯0A1B联立以上各式，并代入

8、数据得s＝1.9m.0(也可用如图的速度－时间图线求解)【技巧方法】1．通过受力分析判断滑块和木板各自的运动状态（具体做什么运动）；2．判断滑块与木板间是否存在相对运动。滑块与木板存在相对运动的临界条件是什么？⑴运动学条件：若两物体速度或加速度不等，则会相对滑动。⑵动力学条件：假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出共同加速度，再用隔离法算出其中一个物体“所需要”的摩擦力f；比较f与最大静摩擦力f的关系，若f>f，则发生相对滑动；否则不会发生