高考物理滑块木板模型问题专题分析教学文案
滑块—木板模型分析(教师版)
例1：质量为M 木板置于光滑水平面上，一质量为m 的滑块以水平速度0v 从左端滑上木板，m 与M 之间的动摩擦因数为 ，求： （1）假如木板足够长，求共同速度和所用的时间 （2）要使m 不掉下，M 至少要多长：
练习1：如图所示，质量为M=1kg 的长木板，静止放置在光滑水平桌面上，有一个质量为m=0.2kg 大小不计的物体以6m/s 的水平速度从木板左端冲上木板，在木板上滑行了2s 后跟木板相对静止（g 取10m/s 2）。
求： （1）木板获得的速度。
（2）物体与木板 间的动摩擦因数；
例2：在光滑水平面上并排放两个相同的木板，长度均为L=1.00m ，一质量与木板相同的金属块，以v 0=2.00m/s 的初速度向右滑上木板A ，金属块与木板间动摩擦因数为μ=0.1， g 取10m/s 2。
求两木板的最后速度。
练习2：如图，在光滑水平面上，有一质量为M=3kg 的木板和质量为m=1kg 的物块，都以v=4m/s 的初速朝相反的方向运动，它们间有摩擦，木板足够长，当木板速度为2.4m/s 时，物块的运动情况是( )
A ．做加速运动 B.做减速运动
v 0
A B
C．做匀速运动 D.以上都有可能
例3．如图，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B，A、B间的最大静摩擦力为μmg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，求拉力F的最大值。
分析：为防止运动过程中A落后于B（A不受拉力F的直接作用，靠A、B间的静摩擦力加速），A、B一起加速的最大加速度由A决定。
解答：物块A能获得的最大加速度为：．
∴A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为：．
变式1、例1中若拉力F作用在A上呢？如图2所示。
解答：木板B能获得的最大加速度为：。
∴A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为：
．
变式2、在变式1的基础上再改为：B与水平面间的动摩擦因数为（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），使A、B以同一加速度运动，求拉力F的最大值。
解答：木板B能获得的最大加速度为：
设A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为F m，则：
解得：
例4．如图3所示，质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上，在小车右端加一水平恒力F，F=8N，当小车速度达到1．5m/s时，在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体，物体与小车间的动摩擦因数μ=0．2，小车足够长，求物体从
放在小车上开始经t=1．5s通过的位移大小。
（g取10m/s2）
解答：物体放上后先加速：a1=μg=2m/s2
此时小车的加速度为：
当小车与物体达到共同速度时：
v共=a1t1=v0+a2t1
解得：t1=1s，v共=2m/s
以后物体与小车相对静止：（∵，物体不会落后于小车）
物体在t=1.5s内通过的位移为：s=a1t12+v共（t－t1）+ a3（t－t1）2=2.1m
练习4、如图，质量M=1kg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，在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数，取g=10m/s2，试求：
（1）若木板长L=1m，在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？
（2）若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F，通过分析和计算后，请在图6中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小变化的图象。
（设木板足够长）
（解答略）答案如下：（1）t=1s
（2）①当F≤N时，A、B相对静止且对地静止，f2=F；
②当2N<F ≤6N 时，M 、m 相对静止， ③当F >6N 时，A 、B 发生相对滑动，N ．
画出f 2随拉力F 大小变化的图象如图7所示。
小结：上几例我们可以看到，无论物体的运动情景如何复杂，这类问题的解答有一个基本技巧和方法。
在物体运动的每一个过程中，若两个物体的初速度不同，则两物体必然相对滑动；若两个物体的初速度相同（包括初速为0），则要先判定两个物体是否发生相对滑动，其方法是求出不受外力F 作用的那个物体的最大临界加速度并用假设法求出在外力F 作用下整体的加速度，比较二者的大小即可得出结论。
练习：
1.如图(a)所示,光滑水平面上停放着一辆上表面粗糙的平板车,质量为M,一质量为m 的铁块以水平初速度v 0滑到小车上,两物体开始运动,它们的速度随时间变化的图象如图（b ）所示（t 0是滑块在车上运动的时间）,则可以断定 （ ） A.铁块与小车最终滑离
B.铁块与小车的质量之比m:M=1：1
C.铁块与小车表面的动摩擦因数μ=0
3gt v 0
D.平板车上表面的长度为
650o
t v
答案 ABC
2．(2014届山东省枣庄市）如图所示，质量M = 4.0 kg 的木板长L = 2.0 m ，静止在水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为μ1=0.05。
木板水平上表面左端静置质量m = 2.0 kg 的小滑块（可视为质点），小滑块与板间的动摩擦因数为μ2 = 0.2。
从某时刻开始，用F=5.0 N 的水平力一直向右拉滑块，直至滑块滑离木板。
设木板与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g =10 m/s 2。
试求：
3．(2014届山东省郯城一中）长1米的木板A，质量为M=1kg，静止在水平地面上。
在木板最左端有一质量为m=2kg的小物块B，在沿水平向右F=10牛的恒力作用下由静止开始运动，物块和木板、木板和水平面间的滑动摩擦系数分别为
12
0.2,0.1
μμ
==。
在把小物块从木板右端拉下去的过程中，求：
（1）运动过程中A、B的加速度分别是多大？
（2）在此过程中木板运动的位移为多大？（小物块可看作质点）（g取10m/s2）
4．(2013淮阴中学卷)如图，在光滑水平面上，放着两块长度相同，质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块。
开始时，各物均静止，今在两物体上各作用一水平恒力F1、F2，当物块和木板分离时，两木板的速度分别为v1和v2，物体和木板间的动摩擦因数相同，下列说法正确的是( BD )
A．若F1＝F2，M1＞M2，则v1＞v2
B．若F1＝F2，M1＜M2，则v1＞v2
C．若F1＞F2，M1＝M2，则v1＞v2
D．若F1＜F2，M1＝M2，则v1＞v2
5．如图所示，长2m，质量为1kg的木板静止在光滑水平面上，一木块质量也为1kg（可视为质点），与木板之间的动摩擦因数为0.2。
要使木块在木板上从左端
滑向右端而不至滑落，则木块初速度的最大值为（ D ）
A．1m/s B．2 m/s
C．3 m/s D．4 m/s
6．如图所示，小木块质量m＝1kg，长木桉质量M＝10kg，木板与地面以及木块间的动摩擦因数均为μ＝0.5．当木板从静止开始受水平向右的恒力F＝90 N作用时，木块以初速v0
F1
F2
＝4 m ／s 向左滑上木板的右端．则为使木块不滑离木板，木板的长度l 至少要多长?
22112
132
1
21/3)(t t a s s m M
g
m M mg F a ⨯==
=+--=
μμ 222022
25.242
1
/5t t t a t v s s m g a -=-===μ
s t t
a t a v 2120==+-解得由
m s s l 421=+=板长：
7.如图，质量M=1.0kg 的长木板静止在光滑水平面上，在长木板的右端放一质量m=1.0kg 的小滑块（可视为质点），小滑块与长木板之间的动摩擦因数=0.20.现用水平横力F=6.0N 向右拉长木板，使小滑块与长木板发生相对滑动，经过t=1.0s 撤去力F.小滑块在运动过程中始终没有从长木板上
m t v v t v s 25.22221111=⋅++⋅=
m t v v t v s 75.32
222122=⋅++⋅= m s s s 5.112=-=∆。
专题滑块木板问题1PPT学习教案
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板块问题的解决思路
找
运
出
依
动
临
据
初
界
态
状
分
态
析
，
，
运
受
动
作 运 动 简 图
已 知 所 求 选 择
列 方 程 求 解
力
过
解
分
程
题
析
分
途
段
径
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过程示意图
=3m/s =0
=0
x
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（2）A、B都做匀减速运动，当B的速度减为零时
，由
v v0 at
得：
μmg＝maB vB＝aBtB sB＝12aBt2B 联立解得 tB＝0.5 s，sB＝0.5 m
(3)设 B 运动后 A 的加速度为 aA，由牛顿第二定律和运动学的知识
得：F－μmg＝M aA
l2＋sB＝v1tB＋12 aAt2B
联立解得 l2＝1.5 m
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技巧点拨 分析滑块—木板模型问题时应掌握的技巧
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受力分析 f1
f1’ f2
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受力分析 f1
解 ：（1） 对A受 力分析 ，由牛 顿第二 定律得 ：
方向水 平向左 ；
1m1 g m1a1 a1 1 g
a1 2m / s2
f1’ f2
对B 受力分 析，由 牛顿第 二定律 得： 方向水 平向右 。
1m1 g 2 ( m1 m2 )g m2a2 a2 1 g 22 g a2 10m / s2
B运动的时间tB和位移xB. (3)A左端的长度l2.
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高中物理_滑板滑块模型专题复习教学设计学情分析教材分析课后反思
教学方法 问题设计、师生互动、归纳总结学生思考并回答，老师投影展示学生出现的典型问题学生互评教学过基本素养部分：精选例题1、如图所示，小木块质量m ＝1kg ，长木板质量M ＝10kg ，木板与地面以及木块间的动摩擦因数均为μ＝0.5．当木板从静止开始受水平向右的恒力F ＝90 N 作用时，木块以初速v 0＝4 m ／s 向左滑上木板的右端．则为使木块不滑离木板，木板的长度l 至少要多长?问题设计：1、二者怎样运动？加速度各为多大？ 2、什么情况木块恰好不滑离木板？ 3、画出二者的运动示意图 4、如何求木板的长度？精选例题2、如图所示，在一光滑的水平面上有两块相同的木板B 和C ．重物A （视为质点）位于B 的右端，A 、B 、C 的质量相等．现A 和B 以同一速度滑向静止的C 、B 与C 发生正碰．碰后B 和C 粘在一起运动，A 在C 上滑行，A 与C 有摩擦力．已知A滑到C 的右端而未掉下．试问：从B 、C 发生程正碰到A 刚移到C 右端期间，C 所走过的距离是C 板长度的多少倍？问题设计：1、B 、C 碰撞瞬间，A 的速度是否变化？ 2、B 、 C 碰撞瞬间，系统的动能有没有变化？ 3、碰撞时和碰撞后各个物体都怎样运动？小结：1、受力分析和运动分析是基础工作，要有始有终，不能虎 2、养成画运动示意图的习惯，在示意图上标上已知量，便于分过程、各个物理量，以及寻找解题突破口。
难点突破部分：（一）判断共速后能否相对静止精选例题3、质量M ＝6 kg 的木板在水平地面上向右滑行，当速度v 时，在木板的右端轻放一质量m ＝2kg 的小物块如图所示。
已知物板之间的动摩擦因数为μ1=0.1、木板与地面之间的动摩擦因数为μ2=0小物块刚好滑到木板左端时，物块和木板达到共同速度。
g ＝10 m/s 2，求：(1)从木块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t ；(2)木板的长度L学生小结老师进行归纳补充变式:若木板足够长,其它条件不变,求二者都停下时小物块离木板右端的距离。
高中物理滑块模型教案
高中物理滑块模型教案
一、教学内容：高中物理滑块模型
二、教学目标：
1. 了解滑块模型的基本概念和原理；
2. 掌握滑块模型相关公式的推导和应用；
3. 能够通过滑块模型解决实际问题。
三、教学重点和难点：
1. 滑块模型的基本概念和原理；
2. 掌握滑块模型相关公式的推导和应用；
3. 通过滑块模型解决实际问题。
四、教学方法：
1. 理论讲解结合实例分析；
2. 学生自主探究和实践操作；
3. 小组讨论和课堂互动。
五、教学过程：
1. 导入：通过引入一个简单的实际问题，引出滑块模型的基本概念和原理。
2. 讲解：讲解滑块模型的基本原理，包括力的平衡、滑块受力分析、动力学方程等内容。
3. 推导公式：引导学生推导滑块模型相关公式，如加速度公式、摩擦力公式等，并讲解推导过程和应用方法。
4. 解题练习：提供一些相关的例题，让学生通过滑块模型解决实际问题，培养学生的应用能力。
5. 拓展延伸：讨论一些拓展问题，引导学生思考和探究更深层次的内容。
6. 总结：总结本节课的重点内容，强化学生对滑块模型的理解和掌握。
六、教学资源：
1. 课件、教科书等教学辅助资源；
2. 笔记本、计算器等学生个人学习工具。
七、评估方法：
1. 课堂表现评价；
2. 作业和练习评价；
3. 实验和项目评价。
八、教学反思：
在教学过程中，应注重培养学生的实际动手能力和解决问题的能力，通过案例分析和实例讲解，提高学生的学习兴趣和参与度，激发学生的学习潜力，达到更好的教学效果。
(完整word)高考物理滑块木板模型问题分析
滑块—木板模型的动力学分析在高三物理复习中，滑块—木板模型作为力学的基本模型经常出现，是对一轮复习中直线运动和牛顿运动定律有关知识的巩固和应用。
这类问题的分析有利于培养学生对物理情景的想象能力，为后面动量和能量知识的综合应用打下良好的基础。
滑块—木板模型的常见题型及分析方法如下：例1如图1所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B，A、B间的最大静摩擦力为μmg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，求拉力F的最大值。
分析：为防止运动过程中A落后于B（A不受拉力F的直接作用，靠A、B间的静摩擦力加速），A、B一起加速的最大加速度由A决定。
解答：物块A能获得的最大加速度为：．∴A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为：．变式1例1中若拉力F作用在A上呢？如图2所示。
解答：木板B能获得的最大加速度为：。
∴A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为：．变式2在变式1的基础上再改为：B与水平面间的动摩擦因数为（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），使A、B以同一加速度运动，求拉力F的最大值。
解答：木板B能获得的最大加速度为：设A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为F m，则：解得：例2 如图3所示，质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上，在小车右端加一水平恒力F，F=8N，当小车速度达到1．5m/s时，在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体，物体与小车间的动摩擦因数μ=0．2，小车足够长，求物体从放在小车上开始经t=1．5s通过的位移大小。
（g取10m/s2）解答：物体放上后先加速：a1=μg=2m/s2此时小车的加速度为：当小车与物体达到共同速度时：v共=a1t1=v0+a2t1解得：t1=1s ，v共=2m/s以后物体与小车相对静止：（∵，物体不会落后于小车）物体在t=1．5s内通过的位移为：s=a1t12+v共（t－t1）+ a3（t－t1）2=2．1m练习1如图4所示，在水平面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为L=1．5m的木板A和B，A、B间距s=6m，在A的最左端静止着一个质量为M=2kg的小滑块C，A、B与C之间的动摩擦因数为μ1=0．2，A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0．1。
2025人教版高考物理一轮复习讲义-第三章 第5课时 专题强化：“滑块—木板”模型中的动力学问题
2025人教版高考物理一轮复习讲义第三章第5课时专题强化：“滑块—木板”模型中的动力学问题目标要求1.掌握“滑块—木板”模型的运动及受力特点。
2.能正确运用动力学观点处理“滑块—木板”模型问题。
1.模型特点：滑块(视为质点)置于木板上，滑块和木板均相对地面运动，且滑块和木板在摩擦力的作用下发生相对滑动，滑块和木板具有不同的加速度。
2.模型构建(1)隔离法的应用：对滑块和木板分别进行受力分析和运动过程分析。
(2)对滑块和木板分别列动力学方程和运动学方程。
(3)明确滑块和木板间的位移关系如图所示，滑块由木板一端运动到另一端的过程中，滑块和木板同向运动时，位移之差Δx＝x1－x2＝L(板长)；滑块和木板反向运动时，位移之和Δx＝x2＋x1＝L。
3.解题关键(1)摩擦力的分析判断：由滑块与木板的相对运动来判断“板块”间的摩擦力方向。
(2)挖掘“v物＝v板”临界条件的拓展含义摩擦力突变的临界条件：当v物＝v板时，“板块”间的摩擦力可能由滑动摩擦力转变为静摩擦力或者两者间不再有摩擦力(水平面上共同匀速运动)。
①滑块恰好不滑离木板的条件：滑块运动到木板的一端时，v物＝v板；②木板最短的条件：当v物＝v板时滑块恰好滑到木板的一端。
内容索引考点一 水平面上的板块问题考点二 斜面上的板块问题课时精练><考点一水平面上的板块问题例1 如图所示，在光滑的水平面上有一足够长且质量为M＝4 kg的长木板，在长木板右端有一质量为m＝1 kg的小物块，长木板与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.2，长木板与小物块均静止，g取10 m/s2。
(1)若要使小物块和木板间发生相对滑动，拉力F不小于什么值？答案 10 N当物块和木板恰好发生相对滑动时，静摩擦力达到最大值，设此时的加速度为a0，根据牛顿第二定律，对小物块有μmg＝ma0，对物块和木板整体有F0＝(m＋M)a0，联立解得F0＝10 N，即若小物块和木板发生相对滑动，拉力不小于10 N。
高中物理 木板滑块专题讲课教案
高中物理·木板滑块专题1.如图所示，在光滑的水平地面上停放着小车B，车上左端放有一小滑块，m A=1kg，m B=4kg，A、B间的动摩擦因数m=0.2，小车长l=2m，现用F=14N的水平拉力向左拉动小车，求3s末小车的速度。
(g=10m/s2)Answer:9.5m/s2.如图所示，质量M=1kg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m1=0.1，在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数m2=0.4，g=10m/s2。
试求：(1)若木板长L=1m，在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N，经过多长的时间铁块运动到木板的右端？(2)若在铁块上的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F，通过分析和计算后，请在图中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小变化的图像。
（设木板足够长）Answer:(1)1s (2)3.如图所示，小木块质量m=1kg，长木板质量M=10kg，木板与地面以及木块间的动摩擦因数m=0.5，当木板从静止开始受水平向右的恒力F=90N作用时，木块以初速v0=4m/s向左滑上木板的右侧，则为使木块不滑离木板，木板的长度l至少要多长？(g=10m/s2)Answer:4m4.如图所示，倾角a =37°的固定斜面上放一块质量M=1kg，长度L=3m的不计厚度的薄平板AB，平板的上表面光滑，其下端B与斜面底端C的距离为7m。
在平板的上端A处放置一质量m=0.6kg的滑块，开始时使平板和滑块都静止，之后将它们无初速释放。
假设平板与斜面间的动摩擦因数m=0.5。
求滑块、平板下端B到达斜面底端C的时间差是多少？(sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)-»Answer:)1s 1.65s5.如图所示，质量m=5kg的长木板放在水平地面上，在木板的最右端放置一个质量也为m=5kg的物块A，木板与地面间的动摩擦因数m1=0.3，物块与木板间的动摩擦因数m2=0.2。
高考备考重点题型——滑块木板模型解题攻略
高考备考重点题型——滑块木板模型解题攻略滑块木板模型是高考题构建中一个重要插件，也是一个高频的考察模型。
简单的道具为牛顿运动定律、功能关系的应用提供了广阔的舞台。
在备考中理应收到师生的重视。
【模型分析】1、相互作用：滑块之间的摩擦力分析2、相对运动：具有相同的速度时相对静止。
两相互作用的物体在速度相同，但加速度不相同时，两者之间同样有位置的变化，发生相对运动。
3、通常所说物体运动的位移、速度、都是对地而言。
在相对运动的过程中相互作用的物体之间位移、速度、时间一定存在关联。
它就是我们解决力和运动突破口。
画出运动草图非常关键。
4、求时间通常会用到牛顿第二定律加运动学公式。
5、求位移和速度通常会用到牛顿第二定律加运动学公式或动能定理。
例1：如图所示，质量为M=100kg的平板车放在光滑水平面上，车高为h=1.25m，一个质量为m=50kg的可视为质点的物体放在车上，距左端b=1m，物体与平板车上表面间的动摩擦因数为μ=0.2，取g=10m/s2。
今对平板车施加水平向右的恒力F，当车运动的位移为s=2m时，物体恰从车的左端滑离平板车，求物体着地时距平板车左端多远？例2：如图所示，质量为M的汽车载着质量为m的木箱以速度v运动，木箱与汽车上表面间的动摩擦因数为μ，木箱与汽车前端挡板相距L，若汽车遇到障碍物制动而静止时，木箱恰好没碰到汽车前端挡板，求：（1）汽车制动时所受路面的阻力大小；（2）汽车制动后运动的时间。
尝试练习1、如图所示，在光滑水平面上有一小车A，其质量为0.2=m kg，小车上放一个A物体B，其质量为0.1=m kg，如图（1）所示。
给B一个水平推力F，当F增B大到稍大于3.0N时，A、B开始相对滑动。
如果撤去F，对A施加一水平推力F′，如图（2）所示，要使A、B不相对滑动，求F′的最大值Fm图（1）图（2）2．如图所示，质量M=8 kg 的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=8 N ，当小车向右运动的速度达到1.5 m/s 时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2 kg 的小物块，物块与小车间的动摩擦因数 =0.2，小车足够长(取g=l0 m/s 2)。
微专题16 牛顿运动定律应用之“滑块—木板模型”问题
微专题16 牛顿运动定律应用之“滑块—木板模型”问题【核心要点提示】1．问题的特点滑块—木板类问题涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动．2．常见的两种位移关系(1)滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板向同一方向运动，则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度；(2)若滑块和木板向相反方向运动，则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度．【核心方法点拨】此类问题涉及两个物体、多个运动过程，并且物体间还存在相对运动，所以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．求解中应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度．【微专题训练】类型一：滑块-木板间有摩擦，木板与地面间无摩擦【例题1】(多选)如图所示，物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知m A ＝6 kg，m B＝2 kg.A、B间动摩擦因数μ＝0.2.A物体上系一细线，细线能承受的最大拉力是20 N，水平向右拉细线，下述中正确的是(g取10 m/s2)()A．当拉力0＜F＜12 N时，A静止不动B．当拉力F＞12 N时，A相对B滑动C．当拉力F＝16 N时，B受到A的摩擦力等于4 ND．在细线可以承受的范围内，无论拉力F多大，A相对B始终静止【解析】假设细线不断裂，则当细线拉力增大到某一值A物体会相对于B物体开始滑动，此时A、B之间达到最大静摩擦力．以B为研究对象，最大静摩擦力产生加速度，由牛顿第二定律得：μm A g＝m B a，解得a＝6 m/s2以整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F m＝(m A＋m B)a＝48 N即当绳子拉力达到48 N时两物体才开始相对滑动，所以A、B错，D正确．当拉力F＝16 N时，由F＝(m A＋m B)a解得a＝2 m/s2，再由F f＝m B a得F f＝4 N，故C正确．【答案】CD【变式1-1】如图所示，在光滑水平面上，一个小物块放在静止的小车上，物块和小车间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g＝10 m/s2.现用水平恒力F拉动小车，关于物块的加速度a m和小车的加速度a M的大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列选项可能正确的是()A．a m＝2 m/s2，a M＝1 m/s2B．a m＝1 m/s2，a M＝2 m/s2C．a m＝2 m/s2，a M＝4 m/s2D．a m＝3 m/s2，a M＝5 m/s2【解析】若物块与小车保持相对静止一起运动，设加速度为a，对系统受力分析，由牛顿第二定律可得：F＝(M＋m)a，隔离小物块受力分析，二者间的摩擦力F f为静摩擦力，且F f≤μmg，由牛顿第二定律可得：F f＝ma，联立可得：a m＝a M＝a≤μg＝2 m/s2.若物块与小车间发生了相对运动，二者间的摩擦力F f为滑动摩擦力，且a m<a M，隔离小物块受力分析，如图所示，由牛顿第二定律可得：F f＝μmg＝ma m，可得：a m＝2 m/s2，选项C正确，选项A、B、D错误．【答案】C【变式1-2】如图甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端静止放着小物块A.某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示，即F ＝kt，其中k为已知常数．设物体A、B之间的滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力F f，且A、B的质量相等，则下列可以定性描述长木板B运动的v－t图象是()【解析】A、B相对滑动之前加速度相同，由整体法可得：F＝2ma，当A、B间刚好发生相对滑动时，对木板有F f＝ma，故此时F＝2F f＝kt，t＝2F fk，之后木板做匀加速直线运动，故只有B项正确．【答案】B【例题2】如图所示，在光滑的水平面上有一长为0.64 m、质量为4 kg的木板A，在木板的左端有一质量为2 kg的小物体B，A、B之间的动摩擦因数为μ＝0.2。
2024届高考物理微专题：“滑块-木板”模型问题
微专题24“滑块－木板”模型问题1．“滑块—木板”模型问题中，靠摩擦力带动的那个物体的加速度有最大值：a m ＝F fm m.假设两物体同时由静止开始运动，若整体加速度小于该值，则二者相对静止，二者间是静摩擦力；若整体加速度大于该值，则二者相对滑动，二者间为滑动摩擦力.2.滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；若反向运动，位移大小之和等于板长．1.如图所示，静止在水平地面上的木板(厚度不计)质量为m 1＝1kg ，与地面间的动摩擦因数为μ1＝0.2，质量为m 2＝2kg 且可看成质点的小物块与木板和地面间的动摩擦因数均为μ2＝0.4，以v 0＝4m/s 的水平初速度从左端滑上木板，经过t ＝0.6s 滑离木板，g 取10m/s 2，以下说法正确的是()A ．木板的长度为1.68mB ．小物块离开木板时，木板的速度为1.6m/sC ．小物块离开木板后，木板的加速度大小为2m/s 2，方向水平向右D ．小物块离开木板后，木板与小物块将发生碰撞答案D 解析由于μ2m 2g >μ1(m 1＋m 2)g ，对木板，由牛顿第二定律得μ2m 2g －μ1(m 1＋m 2)g ＝m 1a 1，解得a 1＝2m/s 2，即物块在木板上以加速度大小a 2＝μ2g ＝4m/s 2向右减速滑行时，木板以加速度大小a 1＝2m/s 2向右加速运动，在0.6s 时，物块的速度v 2＝1.6m/s ，木板的速度v 1＝1.2m/s ，B 错误；物块滑离木板时，物块位移为x 2＝v 0＋v 22t ＝1.68m ，木板位移x 1＝v 12t ＝0.36m ，两者相对位移为x ＝x 2－x 1＝1.32m ，即木板长度为1.32m ，A 错误；物块离开木板后，木板做减速运动，加速度大小为a 1′＝μ1g ＝2m/s 2，方向水平向左，C 错误；分离后，物块在地面上的加速度大小为a 2′＝μ2g ＝4m/s 2，在地面上物块会滑行x 2′＝v 222a 2′＝0.32m ，木板会滑行x 1′＝v 122a 1′＝0.36m ，所以两者会相碰，D 正确．2．(多选)如图a ，一长木板静止于光滑水平桌面上，t ＝0时，小物块(可视为质点)以速度v 0滑上长木板左端，最终小物块恰好没有滑出长木板；图b 为物块与木板运动的v －t 图像，图中t 1、v 0、v 1已知．重力加速度大小为g .由此可求得()A ．木板的长度B ．物块的质量C ．物块与木板的质量之和D ．物块与木板之间的动摩擦因数答案AD 解析根据最终小物块恰好没有滑出长木板，由图像可求出木板的长度为L ＝v 1＋v 02t 1－v 12t 1＝v 02t 1，故A 符合题意；物块的质量不能求出来，也无法求出木板的质量，故不能求出物块与木板的质量之和，故B 、C 不符合题意；对物块，根据图像可以求出物块匀减速阶段的加速度大小，即a ＝v 0－v 1t 1，由牛顿第二定律可知a ＝F f m ＝μmg m＝μg ，联立解得物块与木板之间的动摩擦因数为μ＝v 0－v 1gt 1，故D 符合题意．3.(多选)一长轻质薄硬纸片置于光滑水平地面上，其上放质量均为1kg 的A 、B 两物块，A 、B 与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为μ1＝0.3，μ2＝0.2，水平恒力F 作用在A 物块上，如图所示．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10m/s 2.下列说法正确的是()A ．若F ＝1.5N ，则A 物块所受摩擦力大小为1.5NB ．若F ＝8N ，则B 物块的加速度大小为2.0m/s 2C ．无论力F 多大，A 与薄硬纸片都不会发生相对滑动D ．无论力F 多大，B 与薄硬纸片都不会发生相对滑动答案BC 解析A 与硬纸片间的最大静摩擦力为F f A ＝μ1m A g ＝0.3×1×10N ＝3N ，B 与硬纸片间的最大静摩擦力为F f B ＝μ2m B g ＝0.2×1×10N ＝2N ．当B 刚要相对于硬纸片滑动时静摩擦力达到最大值，由牛顿第二定律得F f B ＝m B a 0，得a 0＝2m/s 2.对整体，有F 0＝(m A ＋m B )×a 0＝2×2N ＝4N ，即F ≥4N 时，B 将相对纸片运动，此时B 受到的摩擦力F B ＝2N ，则对A 分析，A 受到的摩擦力也为2N ，所以A 的摩擦力小于最大静摩擦力，故A 和纸片间不会发生相对运动；则可知，当拉力为8N 时，B 与纸片间的摩擦力即为滑动摩擦力为2N ，此后增大拉力，不会改变B 的受力，其加速度大小均为2m/s 2，由于轻质薄硬纸片看作没有质量，故无论力F 多大，A 和纸片之间不会发生相对滑动，故B 、C 正确，D 错误；F ＝1.5N<4N ，所以A 、B 与纸片保持相对静止，整体在F 作用下向左匀加速运动，对A 根据牛顿第二定律得F －F f ＝m A a ，所以A 物块所受摩擦力F f <F ＝1.5N ，故A 错误．4.如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为m ，物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与水平面间的动摩擦因数为μ4，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g .现对物块施加一水平向右的拉力F ，则木板的加速度a 的大小可能是()A ．μgB.13μgC.23μg D.F 2m －14μg 答案D 解析若物块和木板之间不发生相对滑动，物块和木板一起运动，对木板和木块组成的整体，根据牛顿第二定律可知：F －14μ·2mg ＝2ma ，解得：a ＝F 2m －14μg ；若物块和木板之间发生相对滑动，对木板，水平方向受两个摩擦力的作用，根据牛顿第二定律，有：μmg －14μ·2mg ＝ma ，解得：a ＝12μg ，故A 、B 、C 错误，D 正确．5．(多选)如图所示，在桌面上有一块质量为m 1的薄木板，薄木板上放置一质量为m 2的物块，现对薄木板施加一水平恒力，使得薄木板能被抽出而物块也不会滑出桌面．物块与薄木板、薄木板与桌面间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ，则下列说法正确的是()A ．物块在薄木板上滑动的时间和在桌面上滑动的时间相等B ．拉力越大，物块刚离开薄木板时的速度越大C ．薄木板对物块的摩擦力方向与拉力方向相同D ．拉力的最小值为μ(2m 1＋m 2)g答案AC 解析物块在薄木板上相对滑动过程，从静止加速至速度v 时离开木板，加速度大小为μg ，在桌面上滑动的过程，受桌面滑动摩擦力作用，加速度大小为μg ，从速度v 减速至静止，由对称性可知，物块在薄木板上滑动的时间和在桌面上滑动的时间相等，A 正确；拉力越大，物块在薄木板上滑行时间越短，由v ＝μgt 可知，物块刚离开薄木板时的速度v 越小，B 错误；物块在薄木板上滑行过程，相对薄木板向左运动，故受到的滑动摩擦力向右，与拉力方向相同，C 正确；物块加速过程的加速度为μg ，薄木板的临界加速度为μg ，整体由牛顿第二定律可得F －μ(m 1＋m 2)g ＝(m 1＋m 2)μg ，解得F ＝2μ(m 1＋m 2)g .为使薄木板能抽出，故拉力的最小值应大于2μ(m 1＋m 2)g ，D 错误．6．如图甲所示，一质量为M 的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m 的小滑块．木板受到水平拉力F 作用时，用传感器测出长木板的加速度a 与水平拉力F 的关系如图乙所示，重力加速度g ＝10m/s 2，下列说法正确的是()A ．小滑块的质量m ＝3kgB ．小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.1C ．当水平拉力F ＝7N 时，长木板的加速度大小为3m/s 2D ．当水平拉力F 增大时，小滑块的加速度一定增大答案C 解析由a －F 图像可知，小滑块的最大加速度为2m/s 2，对小滑块分析有μmg ＝ma m ，解得μ＝0.2，B 错误；由a －F 图像可知，外力大于6N 后两物体相对滑动，对长木板受力分析有F－μmg ＝Ma ，整理得a ＝1M F －μmg M .由a －F 图像可知图像的斜率为k ＝1M ，代入数据解得1M＝k ＝26－41，解得M ＝1kg.由a －F 图像可知，外力小于6N 时，两物体有共同加速度，外力等于6N 时，两物体加速度为2m/s 2，对整体分析有F ＝(M ＋m )a ，解得M ＋m ＝3kg ，则有m ＝2kg ，A 错误；由a －F 图像可知，外力大于6N 后两物体相对滑动，相对滑动后小滑块的加速度不随外力的增大而改变，D 错误；由a －F 图像可知，外力大于6N 后两物体相对滑动，对长木板受力分析有F －μmg ＝Ma ′，当水平拉力F ＝7N 时，代入数据得长木板的加速度大小为3m/s 2，C 正确．7．(多选)如图所示，有一倾角θ为37°、下端固定一弹性挡板的光滑斜面，挡板与斜面垂直．一长木板质量为M ，下端距挡板的距离为L ，上端放有一质量为m 的小物块，长木板由静止自由下滑，与挡板每次发生碰撞后均以原速率弹回，且每次碰撞的时间极短，小物块和木板的运动始终与斜面平行．已知m ∶M ＝1∶2，长木板上表面与小物块之间的动摩擦因数为μ＝0.5，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度为g ，不计空气阻力．则下列说法正确的有()A．长木板第一次与挡板碰撞后的瞬间，小物块的加速度大小为0.2gB．长木板第一次与挡板碰撞后的瞬间，长木板的加速度大小为0.8gC．若长木板的长度为10L，则第三次碰撞前小物块已从长木板上滑落D．若长木板的长度为10L，则第三次碰撞前小物块仍没有从长木板上滑落答案ABD解析长木板第一次与挡板碰撞后的瞬间，对木板，有Mg sinθ＋μmg cosθ＝Ma1，a1＝0.8g.对物块，有mg sinθ－μmg cosθ＝ma2，a2＝0.2g，选项A、B正确；木板从开始下滑到与挡板第一次碰撞v02＝2gL sinθ，碰后木板与挡板往复碰撞，加速度不变，相邻两次碰撞的时间为t＝2v00.8g＝5v02g.若木板足够长，物块一直向下加速，加速度不变，则木板第一次与挡板碰撞到第二次碰撞的过程，两者相对位移x1＝2v0t－12(a1－a2)t2＝25v028g，物块的速度为v＝v0＋0.2gt＝1.5v0.木板第二次与挡板碰撞到第三次碰撞的过程，两者相对位移x2＝(1.5v0＋v0)t－12 (a1－a2)t2＝35v028g，则第三次碰前，两者的相对位移为x1＋x2＝15v022g＝9L.木板长10L，故第三次碰撞前小物块仍没有从长木板上滑落，故C错误，D正确．8.如图所示，在光滑水平面上一质量为M＝3kg的平板车以v0＝1.5m/s的速度向右匀速滑行，某时刻(开始计时)在平板车左端加一大小为8.5N、水平向右的推力F，同时将一质量为m＝2kg的小滑块(可视为质点)无初速度地放在小车的右端，最终小滑块刚好没有从平板车上掉下来．已知小滑块与平板车间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g＝10m/s2，求：(1)两者达到相同速度所需要的时间t；(2)平板车的长度l.答案(1)3s(2)2.25m解析(1)小滑块相对平板车滑动时，设小滑块和平板车的加速度大小分别为a1、a2，根据牛顿第二定律有μmg＝ma1，F－μmg＝Ma2解得a1＝2m/s2，a2＝1.5m/s2又a1t＝v0＋a2t解得t ＝3s.(2)两者达到相同速度后，由于F m ＋M＝1.7m/s 2<a 1，可知它们将一起做匀加速直线运动．从小滑块刚放在平板车上至达到与平板车相同速度的过程中，滑块向右的位移大小为x 1＝12a 1t 2平板车向右的位移大小为x 2＝v 0t ＋12a 2t 2又l ＝x 2－x 1解得l ＝2.25m.9.如图所示，在倾角为θ＝37°的足够长斜面上放置一质量M ＝2kg ，长度L ＝1.5m 的极薄平板AB ，在薄平板上端A 处放一质量m ＝1kg 的小滑块(可视为质点)，将小滑块和薄平板同时无初速度释放，已知小滑块与薄平板之间的动摩擦因数为μ1＝0.25，薄平板与斜面之间的动摩擦因数为μ2＝0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g ＝10m/s 2，求：(1)释放后，小滑块的加速度大小a 1和薄平板的加速度大小a 2；(2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间t .答案(1)4m/s 21m/s 2(2)1s 解析(1)设释放后，滑块会相对于平板向下滑动，对滑块：由牛顿第二定律有mg sin 37°－F f1＝ma 1其中F N1＝mg cos 37°，F f1＝μ1F N1解得a 1＝g sin 37°－μ1g cos 37°＝4m/s 2对薄平板，由牛顿第二定律有Mg sin 37°＋F f1′－F f2＝Ma 2其中F N2＝(m ＋M )g cos 37°，F f2＝μ2F N2，F f1′＝F f1解得a 2＝1m/s 2a 1>a 2，假设成立，即滑块会相对于平板向下滑动．(2)设滑块滑离时间为t ，由运动学公式，有x 1＝12a 1t 2，x 2＝12a 2t 2，x 1－x 2＝L 解得：t ＝1s ．。
高中物理滑块模板模型专题优秀教案
滑块模板模型专题根本命题角度〔1〕、滑块和木板其中一个受拉力例1、如下图，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上，A、B质量分别为mA＝6 kg、mB＝2 kg，A、B之间的动摩擦因数μ＝0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现对A施加一水平力F，则A、B的加速度可能是(g取10 m/s2)A.aA＝6 m/s2，aB＝2 m/s2B.aA＝2 m/s2，aB＝6 m/s2C.aA＝8 m/s2，aB＝4 m/s2D.aA＝10 m/s2，aB＝6 m/s2总结：滑块和木板其中一个受力，要判断是否有相对运动，分析没有受拉力的那个物体，受力分析得到它的极限加速度am，这就是两者保持相对静止的最大加速度，再用整体法得出拉力的临界值F0；当F< F0时，滑块和木板没有相对滑动当F> F0时，滑块和木板有相对滑动当F=F0时，滑块和木板恰好产生相对滑动例2、如图甲，质量M＝1 kg的木板静止在水平面上，质量m＝1 kg、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木板与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，铁块与木板之间的动摩擦因数μ2＝0.4，取g＝10 m/s2.现给木板施加一个水平向右的力F.(1)假设力F恒为12 N，经2 s铁块恰好位于木板的左端，求木板的长度L；(2)假设力F从零开始逐渐增加，且木板足够长.试通过分析与计算，在图乙中作出铁块受到的摩擦力f 随力F大小变化的图像根本命题角度〔2〕、给滑块或木板一个初速度，两者都不受拉力而叠放在光滑水平面；滑块：做运动，加速度：木板：做运动，加速度：〔1〕假设木板足够长：速度关系：位移关系：〔2〕假设木板长度一定：滑块是否滑离木板？如何判断不滑离同上，假设滑离：位移关系：例题3、如下图，光滑水平面上静置一个薄长木板，长木板上外表粗糙，其质量为M，t＝0时刻质量为m的物块以水平速度v滑上长木板，此后木板与物块运动的v－t图像如图乙所示，重力加速度g ＝10 m/s2，则以下说法正确的是A.M＝mB.M＝2mC.木板的长度为8 mD.木板与物块间的动摩擦因数为0.1例4、如图，四分之一光滑圆轨道固定于粗糙水平面上，紧靠轨道放一上外表粗糙的长木板，长木板上外表与轨道末端相切.长木板长1 m，圆轨道半径R＝1 m，滑块和长木板的质量均为1 kg，滑块与长木板间的动摩擦因数μ1＝0.4，长木板与水平面间的动摩擦因数μ2＝0.1，g取10 m/s2.假设滑块从轨道上距离C点高h＝0.45 m的位置由静止释放，求：(1)从滑块滑上木板到停止运动的过程中滑块的位移大小；〔2〕滑块和木板之间产生的热量(3)从滑块滑上木板到停止运动的过程中，地面、滑块、木板这个系统产生的总热量.。