人教版必修一牛顿定律应用专题3轻松解决“板块”问题学案含答案

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1、课程信息高中物理轻松解决“板块”问题IB课颤定位【明确目标有的放矢】一、考点突破知识点考纲要求题型分值牛顿第二定律的应用应用牛顿第二定律解决问题“板块”问题的一般模型与解决方法。选择题解答题6〜15分二、重难点提示理解并掌握发生相对运动时的力学特征。[■考点精讲【車难要点点点突破]“板块”问题就是通常遇到的叠放问题，由于其往往可看成由物块和木板构成的一对相互作用模型，故将其形象称为“板块”问题。其应用的知识面较为广泛，与运动学、受力分析、动力学、功与能等有着密切联系，而且往往牵涉着临界极值问题，能够较好地考查对知识的掌握程度和对问题的分析综合能力。常见基本问

2、题处理方法分析物体所受的摩擦力（动力、阻力）根据物块与木板的相对运动方向來判断，摩擦力的突变时刻：旳勿与V板相同时板、块能起加速运动的最大加速度板、块间达到最大静摩擦力时相对位移的计算弄清对地位移和相对位移的概念是前提。可先由运动学公式求出某段时间内物体与传送带的对地位移，然后用“快”的减去“慢”的就是差距。也可应用图象法或相对运动法进行求解物块不从木板上掉下去的条件物块与木板保持相对静止时物块还在木板上，弄清达到临界状态的时间和位移关系Idi典例犒Wf【真题+模拟砂酸】例题1如图所示，一速率为v0=10m/s的物块冲上一置于光滑水平面上且足够长的木板上。物

3、块质量为/n=4kg,木板质量M=6kg,物块与木板I'可的动摩擦因数//=0.6,试问:物块将停在木板上何处？思路分析：物块冲上木板后相对木板向右运动，会在木板摩擦力作用下匀减速运动，木板会在摩擦力作用下匀加速运动，两者共速后，一起匀速运动。求物块停在木板上何处，实际是在求物块与木板的相对位移大小。方法一（基本公式法）由牛顿第二定律可知：对物块Rng=mq；对木板pang=Ma2解得a}=6m/s2,a2=4m/s2设两者共速时所用时间为&则v0-a}t=a2t解得t=Is这段时间物块与车的位移大小分别为x.=—af=2m〜2〜两车的位移Z差心=兀］一兀2

4、=5m故物块能停在距木板左端5m处。方法二（图象法）作出物块与木板的运动图象如图所示。由牛顿第二定律可求得物块与木板的加速度a〕=慫=6m/s2a2=—jug=4m/s2两者/时刻速度相等，则v0-a{t=a2t解得t-Is分析可知，图中阴影面积为板、块的相对位移，由几何关系知心=*0=5m故物块能停在距木板左端5m处。方法三（相对运动法）以地面为参考系，由牛顿第二定律可知对物块/Long=mc对木板jLffng=Ma2解得ax=6m/s2,a2=4m/s2以木板为参考系，物块的初速度为勺，加速度大小为厲+他，则2两者相对位移为Ar=V°——c=5m2（q

5、+a2）故物块能停在距木板左端5m处。答案：物块能停祁•距木板左端5m处。例题2静止在光滑水平面上的平板车B的质量为加=0.5kg、长厶=1hk某时刻A以vo=4m/s向右的初速度滑上木板3的上表面，物体A的质量M=lkg,在4滑上3的同时,给B施加一个水平向右的拉力。忽略物体A的大小，已知A与3之间的动摩擦因数“=0.2,取重力加速度

6、。思路分析：（1）物体A滑上平板车B以后，做匀减速运动，有=A?=2m/s2平板车B做加速运动，有F+/LiMg=maB解得aR=14m/s2两者速度相同时，有v0-aAt=aRt解得t=0.255这段时间内A、3运行的位移大小分别为1215127==T7m=^aBt=—m216216物体A在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离心—Xb=0.5m由于Ax,”vim,所以以上分析和结论成立。（2）物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度儿，则位移关系为垃二吃=£+厶；时间关系为戈匕二巴2©2%aA5联立以上两式解得aB=6m/^由牛顿第

7、二定律得F=maB-jLiMg=IN若F<1N,则4滑到3的右端时，速度仍大于3的速度，4将从B右端滑落，所以要想不滑落，F必须大于等于1N。当F大于某一值时，在A到达B的右端之前，B就与A具有共同的速度，之后，只有A与B保持相对静止，才不会从B的左端滑落，所以F=（M+〃）d,pMg=Ma由以上两式解得F=3N若F大于3N,A与3具有相同的速度之后，A会相对B向左滑动，要想不滑落，F必须小于等于3NO综上所述，F应满足的条件是1N5F53N答案：（1）0.5m（2）1N

8、板上有一质量为/.的小铁块（视为质点）以相对斜而的初