《2013高考二轮专题讲座《板块模型及拓展》.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013高考二轮专题讲座《板块模型及拓展》.doc（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考物理板块模型一、板块问题的重要性理想模型法是物理思想的重要方法之一。我们在解决实责问题时，常要把问题中的物理情况转变成理想模型，尔后再利用适合该模型的规律求解，因此在物理学习中培养建立物理模型的能力十分重要。板块模型是一种复合模型，是由板模型和滑块模型组合而成。构成系统的板块间存在着相互作用力，经过相互作用力做功，实现能量转变。能够从动量、能量和牛顿运动定律等多个角度来解析这一问题。因此，板块模型是对力学规律的综合应用能力观察的重要载体。且有很好的延展性，高考卷中多有涉及。天津卷在05、07、09三年以此为背景进行观察。二、解题中存在的主要问题1、块和板有相对运动，参照物的采用出现错乱。2
2、、对物体受力情况不能够进行正确的解析。块和板之间有相互作用，解析力时没能完好隔断物体，研究对象没盯死。3、忽视守恒条件，没有正确判断系统可否满足动量守恒的条件，能不能够用动量守恒定律求解。4、解析过程混淆。三、板块模型的分类及拓展依照系统受力情况不相同，常有的题型能够分为两类：一类是系统不受力或外力的矢量和为零，但有初速度；一类是系统受外力的矢量和不为零。模型一：系统不受力或外力的矢量和为零，但有初速度。1、原形：以下列图，在圆滑的水平面上，有一质量为m的物块以必然的初速度v0向右匀速运动，由左端滑上质量为M的静止的长木板，设小物块没有滑离长木板，且与木板间动摩擦因数为。受力解析：构成系统的两
3、物体在相互作用时，碰到大小相等，方向相反的一对恒力的作用，它们的加速度大小与质量成反比，方向相反。对于物块：aAf（1）m对于板：aBf（2）M运动解析（公式、图像）：物块在板上滑行的过程，能够看作是匀减速运动追击匀加速运动，物块在板上滑行的距离就是它们的相对位移。对于物块：vAv0aAt（3）xAv0t1aAt2（4）对于板：vBaBt2（5）图1xB1aBt2（6）2运动图像如图1所示临界条件：若板足够长，物块和板的速度相等时，木块的速度最大，两者的相对位移获取极值，物块恰好不会从板上滑下。运动图像如图2所示动量解析-1-对于物块：ftmvAmv0（7）图2对于板：ftMvB（8）对于系统
4、：物块、板作为一个系统，因水平方向系统外力的矢量和为零，其动量守恒。mv0mvAMvB（9）能量解析:对于物块：摩擦力对物块做的功等于物块动能的变化fxA1mvA21mv2（10）220对于板：摩擦力对板做的功等于板动能的变化fxB1mvB2(11)2对于系统：物块在板上滑动的过程中，遵守能的转变和守恒定律，即作用前系统的总能量为物块的动能等于作用后系统的总动能（即物块和板的动能）与转变成系统内能的和。即一对滑动摩擦力做的功等于系统动能的改变，其大小等于该恒力的大小与相对位移的乘积。f(xAxB)121212mv02mvAmvB(12)2、例题解析：22例1、以下列图，在圆滑的水平面上，有一质
5、量为M的长木板以必然的初速度v0向右匀速运动，将质量为的小铁块无初速地轻放到木板右端，设小铁块没有滑离长木板，且与木m板间动摩擦因数为，试求小铁块在木板上相对木板滑动的过程中：（ 1）摩擦力对小铁块做的功；（ 2）木板战胜摩擦力做的功；（ 3）系统机械能的减少量；（ 4）系统增加的内能；（ 5）若小铁块恰好没有滑离长木板，则木板的长为多少？解析：动量守恒；Mv0=（M+m）v（1）对小铁块由动能定理得：W1=1mv20，2mM2v02由得摩擦力对小铁块做的功W1=m)22(M（2）木板战胜摩擦力做的功W2=1Mv021Mv2，由得W2=mM(2Mm)v02222(Mm)2（3）系统减少的机械能
6、121(Mm)v2mMv02E=Mv0=222(Mm)（4）系统增加的内能Q=E=mMv02m)2(MmMv02，即木板长度L=Mv02（5）恰好没有滑离长木板，则Q=fs相对=mgL=2(Mm)2g(Mm)例2、以下列图，一质量为M长为l的长方形木块B放在圆滑水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A，mM，现以地面为参照物，给A和B以大小相等、方向相反的初速v0A-2-Bv0l度(如图)，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A恰好没有滑离B板。以地面为参照系。若已知A和B的初速度大小为v0，求它们最后速度的大小和方向；若初速度的大小未知，求小木块A向左运动到最远处(从地面上看)到出发点的
7、距离。解析：A恰未滑离B板，则A达B最左端时拥有相同速度v，有Mv0-mv0=(M+m)vvMmv0MmMm,v0,即与B板原速同向。 A的速度减为零时，离出发点最远，设A的初速为v0，A、B摩擦力为f，向左运动对地最远位移为S，则fS1mv020而v0最大应满足Mv0-mv0=(M+m)vfl1(Mm)v021(Mm)v2222解得：sMml4M例3、在圆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v0=2.00m/s的初速度向右滑上木板A，金属块与木板间动摩擦v0AB因数为=0.1，g取10m/s2。求两木板的最后速度。解析：金属块在板上滑动过程中，
8、系统动量守恒。金属块最后停在什么地址要进行判断。假设金属块最后停在A上。三者有相同速度v，相对位移为x，则有mv03mv解mgx1mv0213mv222得：x4mL，因此假定不合理，金属块必然会滑上B。3设x为金属块相对B的位移，v1、v2表示A、B最后的速度，v0为金属块走开A滑上mv0mv02mv1B瞬时的速度。有：在A上1mv011mv0212mv12mgL222全过程mv0mv12mv2mg(Lx)1mv021mv1212mv22222v1或1v11m/s1m/s3m/s3联立解得：v00(舍)或v04m/sv25m/s3x6v21m/s或5m/s0.25m26*解中，整个物理过程可分
9、为金属块分别在A、B上滑动两个子过程，对应的子系统为整体和金属块与B。可分开列式，也可采用子过程全过程列式，实际上是整体部分开绝-3-法的一种变化。3、模型拓展：板块模型的解析思想和方法拥有宽泛性和可操作性，一方面从板块构成系统的相互作用拓宽到任何两个物体构成系统的相互作用，系统不受外力或某方面不受外力或合外力为零，则系统动量守恒。另一方面从板块的系统内力，即一对摩擦力做功，拓宽一对弹力做功、重力做功、电场力做功、磁场力做功，实现了系统能量的转移和转变。对相互作用的物系通通的解析，应用了板块模型的解析思想和方法，操作性强、解答规范简单，对学生解析问题有较好的指导作用。系统内力为一对摩擦力的物体间的相互作用例4、设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在圆滑水平面上的质量为M的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为d。求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。解析：子弹和木块最后共同运动，相当于完好非弹性碰撞。从动量的角度看，子弹射入木块过程中系统动量守恒：mv0Mmv从能量的角度看，该过程系统损失的动能全部转变成系统的内能。设平均阻力大小为f，设子弹、木块的位移大小分别为s1、s2，以下列图，显然有s1-s2=d
