高中物理新教材同步必修第一册课件+讲义 第4章　专题强化　动力学中的板块问题

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高中物理新教材同步课件必修第一册高中物理新教材特点分析（一）趣味性强，激发学生学习兴趣 在新时代教育制度的改革深化下，学生对于物理课程内容的学习兴趣可以带动学生不断地进行探究。物理课程教学引入趣味性较高的新教材内容，充实物理课堂，引入信息技术，利用多媒体等新时代信息化的教学手段，利用更加直观、动态化的、可观察的教学手段，向学生们展示物理教学课程当中那些抽象的知识点，不断地吸引学生们的好奇心与兴趣力，让学生在物理课堂上能够充分感受到物理的魅力所在。（二）实践性高，高效落实理论学习 在现代化教育课程的背景之下，新课程改革理念越来越融入生活与学习的方方面面，新教材逐步的显现出强大影响力。（三）灵活性强，助力课程目标达成 随着教育制度体系的改革，通过新时代新教材内容的融入，教师不断地革新教学手段，整合线上以及线下的教育资源内容，可以为物理课堂增添新的活力与生机。第四章DONGLIXUEZHONGDEBANKUAIWENTI专题强化　动力学中的板块问题探究重点 提升素养 / 专题强化练 1.建立板块模型的分析方法.2.能运用牛顿运动定律处理板块问题.学习目标内容索引探究重点　提升素养Part　11.模型概述：一个物体在另一个物体上，两者之间有相对运动.问题涉及两个物体、多个过程，两物体的运动速度、位移间有一定的关系.2.解题方法(1)明确各物体对地的运动和物体间的相对运动情况，确定物体间的摩擦力方向.(2)分别隔离两物体进行受力分析，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).(3)物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口.求解中应注意联系两个过程的纽带，即每一个过程的末速度是下一个过程的初速度.3.常见的两种位移关系滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板同向运动，则滑离木板的过程中滑块的位移与木板的位移之差等于木板的长度；若滑块和木板相向运动，滑离木板时滑块的位移和木板的位移大小之和等于木板的长度.特别注意：运动学公式中的位移都是对地位移.4.注意摩擦力的突变当滑块与木板速度相同时，二者之间的摩擦力通常会发生突变，由滑动摩擦力变为静摩擦力或者消失，或者摩擦力方向发生变化，速度相同是摩擦力突变的一个临界条件.一、地面光滑的板块问题　如图所示，在光滑的水平地面上有一个长为0.64 m、质量为4 kg的木板A，在木板的左端有一个大小不计、质量为2 kg的小物体B，A、B之间的动摩擦因数为μ＝0.2，当对B施加水平向右的力F＝10 N时，求：(g取10 m/s2)(1)A、B的加速度各为多大？例1答案　1 m/s2　3 m/s2A、B间的摩擦力Ff＝μmBg＝4 N以B为研究对象，根据牛顿第二定律得：F－Ff＝mBaB，以A为研究对象，根据牛顿第二定律得：Ff′＝mAaA，由牛顿第三定律得Ff′＝Ff解得aA＝1 m/s2.(2)经过多长时间可将B从木板A的左端拉到右端？答案　0.8 s联立解得t＝0.8 s.　(2021·湘潭市高一期末)如图所示，物块A、木板B的质量分别为mA＝5 kg，mB＝10 kg，不计物块A的大小，木板B长L＝4 m.开始时A、B均静止.现使A以水平初速度v0从B的最左端开始运动.已知A与B之间的动摩擦因数为0.3，水平地面光滑，g取10 m/s2.(1)求物块A和木板B发生相对运动过程的加速度的大小；例2答案　3 m/s2　1.5 m/s2分别对物块A、木板B进行受力分析可知，A在B上向右做匀减速运动，设其加速度大小为a1，则有木板B向右做匀加速运动，设其加速度大小为a2，则有(2)若A刚好没有从B上滑下来，求A的初速度v0的大小.答案　6 m/s由题意可知，A刚好没有从B上滑下来，则A滑到B最右端时的速度和B的速度相同，设为v，则有v＝v0－a1t，v＝a2t解得v0＝6 m/s.二、地面不光滑的板块问题　如图所示，物块A、木板B的质量均为m＝10 kg，不计A的大小，木板B长L＝3 m.开始时A、B均静止.现使A以水平初速度v0从B的最左端开始运动.已知A与B、B与水平面之间的动摩擦因数分别为μ1＝0.3和μ2＝0.1，g取10 m/s2.(1)发生相对滑动时，A、B的加速度各是多大？例3答案　3 m/s2　1 m/s2分别对物块A、木板B进行受力分析可知，A在B上向右做匀减速运动，设其加速度大小为a1，则有木板B向右做匀加速运动，设其加速度大小为a2，则有(2)若A刚好没有从B上滑下来，则A的初速度v0为多大？由题意可知，A刚好没有从B上滑下来，则A滑到B最右端时的速度和B的速度相同，设为v，则有： 如图所示，质量M＝1 kg、长L＝4 m的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，在木板的左端放置一个质量m＝1 kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板上表面间的动摩擦因数μ2＝0.4，某时刻起在铁块上施加一个水平向右的恒力F＝8 N，g取10 m/s2，答案　4 m/s2　2 m/s2例4(1)求施加恒力F后铁块和木板的加速度大小；以铁块为研究对象，根据牛顿第二定律得F－μ2mg＝ma1，以木板为研究对象，根据牛顿第二定律得μ2mg－μ1(M＋m)g＝Ma2代入数据解得铁块的加速度大小a1＝4 m/s2木板的加速度大小a2＝2 m/s2(2)铁块经多长时间到达木板的最右端，求此时木板的速度.答案　2 s　4 m/s设铁块运动到木板的最右端所用时间为t，两者的位移关系为L＝x1－x2，代入数据解得t＝2 s或t＝－2 s(舍去)此时木板的速度v＝a2t＝4 m/s.(3)当铁块运动到木板最右端时，把铁块拿走，木板还能继续滑行的距离.答案　8 m拿走铁块后木板做匀减速运动的加速度大小为a3＝μ1g＝0.1×10 m/s2＝1 m/s2，则木板还能继续滑行的距离返回专题强化练Part　2训练1　地面光滑的板块问题12345671.(多选)如图所示，质量为m1的足够长的木板静止在光滑水平地面上，其上放一质量为m2的木块.t＝0时刻起，给木块施加一水平恒力F.分别用a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小，下列图中可能符合运动情况的是√√1234567木块和木板可能保持相对静止，一起做匀加速直线运动，加速度大小相等，故A正确；木块可能相对于木板向前滑动，即木块的加速度a2大于木板的加速度a1，都做匀加速直线运动，故B、D错误，C正确.2.(多选)如图甲所示，上表面粗糙的平板小车静止于光滑水平面上.t＝0时，小车以初速度v0向右运动，将小滑块无初速度地放置于小车的右端，最终小滑块恰好没有滑出小车.如图乙所示为小滑块与小车运动的v－t图像，图中t1、v0、v1均为已知量，重力加速度大小取g.由此可求得A.小车的长度B.小滑块的质量C.小车在匀减速运动过程中的加速度D.小滑块与小车之间的动摩擦因数1234567√√√123456712345673.如图所示，一质量M＝0.2 kg的长木板静止在光滑的水平地面上，另一质量m＝0.2 kg的小滑块以v0＝1.2 m/s的速度从长木板的左端滑上长木板，已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.4，g取10 m/s2，小滑块始终没有滑离长木板，求：(1)经过多长时间，小滑块与长木板速度相等；1234567答案　0.15 s1234567根据牛顿第二定律得μmg＝ma1，μmg＝Ma2解得a1＝4 m/s2，a2＝4 m/s2小滑块做匀减速运动，而木板做匀加速运动，根据运动学公式有v0－a1t＝a2t，解得t＝0.15 s.(2)从小滑块滑上长木板到小滑块与长木板相对静止，小滑块运动的距离为多少.1234567答案　0.135 m12345674.(多选)(2022·衡阳市高一期末)质量为m1＝4 kg的木板放在光滑的水平面上，其上放置一个质量m2＝2 kg的物块，木板和物块间的动摩擦因数为0.4，木板的长度为4 m，物块可视为质点，现用一大小为F＝16 N的力作用在物块上，下列说法正确的是(g取10 m/s2)A.木板的加速度为2 m/s2B.物块的加速度为6 m/s2C.经过2 s物块从木板上滑离D.物块离开木板时的速度为8 m/s1234567√√√1234567对木板，由牛顿第二定律可得μm2g＝m1a1，解得a1＝2 m/s2，对物块，由牛顿第二定律可得F－μm2g＝m2a2，解得a2＝4 m/s2，A正确，B错误；物块滑离木板时的速度v2＝a2t＝8 m/s，D正确.5.(多选)如图甲所示，长木板B固定在光滑水平面上，可视为质点的物体A静止叠放在B的最左端.现用F＝6 N的水平力向右拉A，经过5 s A运动到B的最右端，A的v－t图像如图乙所示.已知A、B的质量分别为1 kg、4 kg，A、B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.下列说法正确的是A.A的加速度大小为0.5 m/s2B.A、B间的动摩擦因数为0.4C.若B不固定，B的加速度大小为1 m/s2D.若B不固定，A运动到B的最右端所用的时间为5 s1234567√√√根据v－t图像可知，物体A的加速度大小为：1234567以A为研究对象，根据牛顿第二定律可得：F－μmAg＝mAaA代入数据得：μ＝0.4，故B正确；1234567故C正确；由题图乙知，木板B的长度为：若B不固定，设A运动到B的最右端所用的时间为t，根据题意可得：1234567故D正确.6.(2022·江西赣州高一期末)如图所示，质量M＝2 kg的木板B长L＝0.5 m，放在光滑水平地面上，质量m＝1 kg的物块A(可看成质点)置于木板右端，已知A、B间动摩擦因数μ＝0.1，A、B开始均静止，现于板的右端施加一水平恒力F.g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)若恒力F1＝1.5 N，物块A的加速度大小；1234567答案　0.5 m/s21234567设拉力为F0时，A和B之间刚要相对滑动，对A，由牛顿第二定律μmg＝ma0对B有F0－μmg＝Ma0解得a0＝1 m/s2，F0＝3 N因为F1F0，A和B之间有相对滑动，设A在B上的滑行时间为t7.质量M＝3 kg的长木板放在光滑的水平面上，在水平拉力F＝11 N的作用下由静止开始向右运动.如图所示，当木板速度达到1 m/s时，将质量m＝4 kg的物块轻轻放到木板的右端.已知物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2，物块可视为质点.求：(g取10 m/s2)(1)物块刚放在木板上时，物块和木板的加速度大小；1234567答案　2 m/s2　1 m/s21234567放上物块后，物块的加速度(2)木板至少多长，物块才能与木板最终保持相对静止；1234567答案　0.5 m木板和物块达到共同速度后保持相对静止，故a1t＝v0＋a2t，解得t＝1 s，所以木板长度至少为L＝x2－x1＝0.5 m.(3)物块与木板相对静止后，物块受到的摩擦力大小.1234567物块与木板相对静止后，对整体，有F＝(M＋m)a，对物块，有Ff＝ma，训练2　地面不光滑的板块问题(选练)123451.质量为m0＝20 kg、长为L＝5 m的木板放在水平地面上，木板与水平地面间的动摩擦因数为μ1＝0.15.质量为m＝10 kg的小铁块(可视为质点)，以v0＝4 m/s的速度从木板的左端水平冲上木板(如图所示)，小铁块与木板间的动摩擦因数为μ2＝0.4(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10 m/s2).则下列判断正确的是A.木板一定静止不动，小铁块不能滑出木板B.木板一定静止不动，小铁块能滑出木板C.木板一定向右滑动，小铁块不能滑出木板D.木板一定向右滑动，小铁块能滑出木板√12345木板与地面间的最大静摩擦力为Ff1＝μ1(m0＋m)g＝45 N，小铁块与木板之间的最大静摩擦力为Ff2＝μ2mg＝40 N，Ff1>Ff2，所以木板一定静止不动；假设小铁块未滑出木板，在木板上滑行的距离为x，则v02＝2μ2gx，解得x＝2 m