資源簡介

4.5.4板塊模型 導學案
【學習目標】
1. 能用隔離法對板塊模型進行受力分析（重點★★）；
2. 通過情景分析，能計算共速的時間，板塊各自的對地位移及相對位移（重點★★）；
3. 通過情景分析，能計算板長的最短距離等臨界問題（重難點★★）；
4. 通過歸納總結，能說出板塊模型的解題思路及注意事項（重點★★）。
【課堂任務】
課堂任務一 認識板塊模型
1．模型描述：滑塊(視為質點)置于木板上，滑塊和木板均相對地面運動，且滑塊和木板在摩擦力的相互作用下發生相對滑動。
2．常見的兩種位移關系：滑塊由木板一端運動到另一端的過程中，滑塊和木板同向運動時，位移之差＝L(板長)；滑塊和木板反向運動時，位移之和。
關注兩個臨界條件：
滑塊與木板是否發生相對滑動：
動力學條件：摩擦力為滑動摩擦力
運動學條件：二者速度或加速度不相等
①a＞am，發生相對滑動()；②a≤am，不發生相對滑動；
(2)滑塊是否滑離木板：木板長度一定時，滑塊可能從木板上滑下，恰好滑到木板的邊緣時達到共同速度是滑塊滑離木板的臨界條件.
4. 模型問題的分析思路
課堂任務二 無外力作用的板塊
1. 如圖所示，質量為m=2kg的木塊在質量為M=1kg的木板上向右滑行，初速度v0=3m/s，木塊與木板間的動摩擦因數為μ1=0.2，木板與水平地面間的動摩擦因數為μ2=0.1，重力加速度大小為g。求：
(1)木塊滑上木板的瞬間，
①m和M所受的摩擦力大小和方向；
②m的加速度a1的大小和方向；
③M的加速度a2的大小和方向.
(2)若木板足夠長，
①滑塊與木板達到的共同速度v；
②滑塊與木板速度相等時，滑塊和木板的位移；
③滑塊與木板速度相等時，滑塊相對木板滑行的距離 x.
若木板不是足夠長，則為使木塊不從木板上滑落，木板的長度至少為多少；
(4)木板的總位移.
課堂任務三 有外力作用的板塊
2. 如圖，A、B兩物塊的質量分別為2m和m，靜止疊放在水平地面上. A、B間的動摩擦因數為μ，B與地面間的動摩擦因數為. 最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g. 現對A施加一水平拉力F，則下列說法中錯誤的是（ ）
A.當F<2μmg時，A、B都相對地面靜止
B.當F=μmg時，A的加速度為μg
C.當F>3μmg時，A相對B滑動
D.無論F為何值，B的加速度不會超過μg
提示：隨著F增大，首先需要判斷AB一起動還是分開運動，所以分析B的受力情況。
① F：0—________時，AB均靜止；
② F：_______—_________時，AB保持相對靜止一起勻加速運動；
③ F：_______—_________時，AB發生相對滑動，分別以各自的加速度勻加速運動。
如圖所示，一質量為m1 = 1kg的長直木板放在粗糙的水平地面上，木板與地面之間的動摩擦因素μ1=0.1，木板最右端放有一質量為m2= 1kg、大小可忽略不計的物塊，物塊與木板間的動摩擦因素μ2=0.2. 現給木板左端施加一大小為F= 12N、 方向水平向右的推力，經時間t1 = 0.5s后撤去推力F，再經過一段時間，木板和物塊均停止運動，整個過程中物塊始終未脫離木板，取g=10m/s2 ，求:
(1)撤去力F瞬間，木板的速度v1，物塊的速度v2；
(2)木板至少多長;
(3)木板的位移.
4. 如圖甲所示，一質量為M的長木板靜置于光滑水平面上，其上放置一質量為m的小滑塊．木板受到隨時間t變化的水平拉力F作用時，用傳感器測出其加速度a，得到如圖乙所示的a-F圖．最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，取g=10m/s2，則下列選項錯誤的是( )
滑塊的質量m=4kg
木板的質量M=2kg
C. 當F=8N時滑塊加速度為2m/s2
D. 滑塊與木板間動摩擦因數為0.1

展開更多......

收起↑