2024版新课标高中物理模型与方法--滑块木板模型目录【模型归纳】1模型一光滑面上外力拉板模型二光滑面上外力拉块模型三粗糙面上外力拉板模型四粗糙面上外力拉块模型五粗糙面上刹车减速【常见问题分析】问题1．板块模型中的运动学单过程问题问题2．板块模型中的运动学多过程问题1--至少作用时间问题问题3．板块模型中的运动学多过程问题2--抽桌布问题问题4．板块模型中的运动学粗糙水平面减速问题【模型例析】5【模型演练】13【模型归纳】模型一光滑面上外力拉板加速度分离不分离m最大加速度a=μg条件：a>a条件：a≤a即F≤μg(m+m)11max21max21max12m加速度a=(F-μmg)即F>μg(m+m)整体加速度a=F/(m+m)2211212/m内力f=mF/(m+m)2112模型二光滑面上外力拉块加速度分离不分离m最大加速度a=μmg/m条件：a>a条件：a≤a22max1212max21maxm加速度a=(F-μmg)/m即F>μmg(1+m/m)即F≤μmg(1+m/m)1111112112整体加速度a=F/(m+m)12内力f=mF/(m+m)212模型三粗糙面上外力拉板不分离(都静止)不分离(一起加速)分离条件：条件：a≤a条件：a>a=μ21max21max1F≤μ(m+m)g即μ(m+m)g<F≤(μ+μ)g(m+m)g2122121212整体加速度a=[F-μ(m+m)g)]/(m即F>(μ+μ)g(m2121121+m)21+m)2内力f=ma1外力区间范围模型四粗糙面上外力拉块μmg>μ(m一起静止一起加速分离1121+m)g2条件：条件：条件：F≤μ(m+m)gμ(m+m)g<F≤(μ-μ)mg(1+ma>a=[μmg-μ(m212212121112max1121/m)+m)g]/m222整体加速度即F>(μ-μ)mg(1+m1211a=[F-μ(m+m)g)]/(m+m)/m)212122内力f=μ(m+m)g+ma12122外力区间范围模型五粗糙面上刹车减速一起减速减速分离m最大刹车加速度：a=μg条件：a>a即μ>μ11max11max21整体刹车加速度a=μgm刹车加速度：a=μg2111条件：a≤a即μ≤μm刹车加速度：a=μ(m+m)g-μmg)]/m1max2122212112加速度关系：a<a12【常见问题分析】问题1．板块模型中的运动学单过程问题恒力拉板恒力拉块2分离，位移关系：x=½at2-½at2=L分离，位移关系：x=½at2-½at2=L相对2010相对1020问题2．板块模型中的运动学多过程问题1--至少作用时间问题问题：板块分离，F至少作用时间？过程①：板块均加速过程：②板加速、块减速位移关系：x+x=L即Δv·(t+t)/2=L；利用相对运动Δv=(a-a)tΔv=(a+a')t1相对2相对12211、212问题3．板块模型中的运动学多过程问题2--抽桌布问题3抽桌布问题简化模型过程①：分离过程：②匀减速分离，位移关系：x-x=L0v0多过程问题，位移关系：x+x'=L211112问题4．板块模型中的运动学粗糙水平面减速问题块带板板带块4μ≥μμ<μ1212【模型例析】1一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图(a)所示。t=0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的v­t图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2。求：图(a)图(b)(1)木板与地面间的动摩擦因数μ及小物块与木板间的动摩擦因数μ；12(2)木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离。【大题拆分】第一步：分析研究对象模型。设小物块和木板的质量分别为m和M。小物块可以看作质点(初始条件v未知，如图甲所示)。05第二步：分解过程模型。(1)认为地面各点的粗糙程度相同，小物块和木板一起向右做匀变速运动，到速度大小为v，如图乙所示。1(2)木板与墙壁碰撞过程：小物块受到滑动摩擦力(设置的初始条件)，由于碰撞时间极短(Δt→0)，故碰后小物块速度不变，木板的速度方向突变(设置的初始条件)，如图丙所示。(3)然后小物块向右减速，木板向左减速，经1s小