2019高考物理二轮复习高分突破训练:专项1模型4板块模型含解析

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1、模型4板块模型(对应学生用书第90页)[模型统计]真题模型考查角度真题模型考查角度牛顿运动定牛顿第二定律、匀变A律、物块与木BA速运动规律、物块与板相对运动P=木板相对运动等综、X及功能关系(2017-全国卷IIIT25)合应用的“板块模等综合应用型”(2015-全国卷IIT25)的“板块模型”从v-t图象分利用图象求物块的析运动情况、P,£加速度、碰撞前后木^/Z/ZZ/Z/ZZ/ZZ/ZZ/ZZ/ZZ/Zv/fnrs'1)牛顿运动定板运动及物块恰好5甲律、摩擦力及

2、v/(ms-1)没有离开木板的临

3、4两者共速以2界条件和二者的相1c:!、r0_12r/s乙对位移及功能关系0.5i/s庐创【冃(2013-全国卷IIT75)况等综合应(2015-全国卷IT25)等综合应用的“板用的“板块块模型”模型”[模型解读]1.板块模型的特点板块模型一直以来都是高考考查的热点,板块模型问题,至少涉及两个物体,一般包括多个运动过程,板块间存在相对运动,应准确求出各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变),找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口,求解中应注意速度是联系两

4、个过程的纽带,毎一个过程的末速度是下一个过程的初速度,问题的实质是物体间的相互作用及相对运动问题,应根据题目中的已知信息及运动学公式综合分析,分段分步列式求解.2.板块模型的求解问题(1)相互作用、动摩擦因数.(2)木板对地的位移.(3)物块对地的位移.(4)物块对木板的相对位移.(5)摩擦牛热,能量转化.1.板块模型的解题关键解决板块模型问题,不同的阶段要分析受力情况和运动情况的变化,抓住两者存在相对滑动的临界条件是两者间的摩擦力为最大静摩擦力,静摩擦力不但方向可变,而且大小也会在一定范围内变化,明确

5、板块达到共同速度时各物理量关系是此类题目的突破点:(1)板块达到共同速度以后,摩擦力要发生转变,一种情况是板块间滑动摩擦力转变为静摩擦力;另一种情况是板块间的滑动摩擦力方向发牛变化.(2)板块达到共同速度时恰好对应物块不脱离木板时板具有的最小长度,也就是物块在木板上相对于板的最大位移.(3)分析受力,求解加速度,画运动情境图寻找位移关系,可借助图象.[模型突破]尸考向1有外力作用的板块问题[典例1]如图1所示,质量为M的木板(足够长)置于光滑水平面上,质量为m的木块与木板间的动摩擦因数为“.开始时木板和

6、木块均静止,某时刻起,一恒定的水平外力F作用在木板上,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则木块和木板各自运动的加速度4”、如/的大小分别为多少?I叫f~M

7、——图1【解析】若两物体相对静止一起向右做匀加速运动对整体,根据牛顿第二定律有F=(M+m)a则木块与木板间的摩擦力/=ma=此时am=aM=—^当F>〃(M+/)g时,两物体发生相对运动对木板,根据牛顿第二定律有/.mg=mam,解得am=ftg对木块,根据牛顿第二定律有F—/Limg=MaM,解得如=尸质临综上所述,若0V+m)g,则am=如=側;加

8、则心g,卅牛【答案】若0卩(M+m)g,则F—pmgaM—m[跟踪训练](1)若将典例1中的水平外力F作用在木块上,其他条件不变,则木块和木板各自运动的加速度切、如/的大小分别为多少?【解析】若0VFW驾%g,若F>(M+m)MMg,则am=F—pmgmaM—m•(2)若将典例1中的木板置于粗糙水平而上,且木板与水平而间的动摩擦因数为“2,木块与木板间的动摩擦因数为“I,其他条件不变,则木块和木板各自运动的加速度為八如/的大小分别为多少?【解析】若OVF

9、W〃2(M+加)g,木块和木板的加速度均为零;若“2(M+F—m)g/n2(M+m)g则Qm=yg,F—“2(M+m)g—〃img如=一考向2水平面上具有初始速度的板块模型[典例2]如图2所示,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,车长为L,现有质量为加、可视为质点的物块,以水平向右的初速度%从小车最左端滑上小车,物块与车面间的动摩擦因数为〃,重力加速度为g,求:(1)物块在车面上滑行的吋间t;(2)要使物块不从小车最右端滑出,

10、物块滑上小车最左端的初速度珂'应满足的条件.]1-O【解析】(1)假设小车足够长,物块以水平向左的加速度a、=yg做匀减速直线运动,而小车以水平向右的加速度02=晋做匀加速直线运动,最终两物体以相同的速度e—起向右做匀速运动,根据动量守恒定律有mvo=(M+m)v设物块在小车上滑行的距离为5,根据能量守恒定律有pmgs=m)v2联立解得Mvl2〃(M+加)g若厶则物块最终与小车一起以速度P做匀速运动,根据运动学公式有e=创,联立解倚f=〃(

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