高考物理一轮复习专题复习教案：滑块-木板模型

【教材分析】

力学中的“滑块-木板模型”是指滑块与木板（车）相互作用时的一类题型，它在力学中是最常见、最典型的，是力学的精华所在，也是高考的热点、难点之一。

高考对“滑块-木板模型”的考查一直很多，近几年尤其频繁。高考题型涵盖了选择题、实验题和计算题。考查的方向有临界条件的判断、整体法与隔离法的应用、相对运动过程中的速度关系和位移关系、相对运动过程中的能量转化、图像法等等。

本节课重点从三个典型模型中总结出临界条件的判断方法，整体法与隔离法的应用原则、图像法辅助分析等等，并以此类推，进行归类分析，从中探讨解决这类问题的方法及规律．

【学情分析】

“滑块-木板”模型是力学中最经典的综合模型，是历年高考和平常大小考试的热点，也是难点，通常以压轴题的形式出现。其过程复杂、试题变化多样，对学生分析、综合和解决实际问题的能力要求很高，不少学生对此感到困惑，疑难较多，主要反映在研究对象的选择、临界条件的判断和物理过程的分析上，对一些典型的应用题型，学生缺乏针对性训练，更缺少理性的思考、归类和总结。 【教学目标】

1、 知识与技能：

（1）能正确的隔离法、整体法选择研究对象，进行受力分析； （2）知道两物体是否发生相对滑动的临界条件； （3）能正确运用运动学知识求解共速临界问题；

（4）能根据运动学知识解决滑块在滑板上的相对位移问题。

2、过程与方法：

（1）能够建立系统牛顿运动定律的概念，并且能够熟练应用整体法和隔离法研究； （2）熟练掌握根据相对滑动的临界条件求解临界加速度或者临界外力的方法；

（3）会结合牛顿运动定律和运动学知识分析滑块和木板的运动过程，并有意识的用图像法进行描述；

（4）渗透建立模型的思想，培养物理学习中建立基本物理模型的能力。 3、 情感态度与价值观： 通过本节课的学习，让学生树立学习信心，其实高考的难点是由一个个小知识点组合而成的，只要各个击破，高考并不难。树立学生水滴石穿的学习精神。 【教学重点与难点】

教学重点：临界条件的判断方法，整体法与隔离法的灵活运用。

教学难点：不同模型下临界条件判断方法的应用，图像法描述和处理实际问题，“物理模型”和“物理情景”的建立。 【教学方法和手段】

教学方法：分析法、讨论法、图解法

教学手段：计算机多媒体教学，PPT课件，Airplay 【教学过程】

（一）提出问题，导入课题

理想模型法是物理的重要思维方法之一。我们在解决实际问题时，常要把物理情景转化为理想模型，然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。

板块模型是一种力学综合模型，构成系统的板块间存在着相互作用的摩擦力，通过相

互作用力做功，实现能量转化。可以从牛顿运动定律、直线运动、能量和图像等多个角度来分析这一问题。因此，板块模型考查了对力学规律的综合应用能力，在高考中经常出现。 遇到板块模型的问题应该怎么分析呢？有没有统一的方法？今天我们就一起来探讨板块模型的基本分析方法。 （二）模型构建，方法梳理

【模型1】滑块A和木板B叠放在水平地面上，滑块质量为m，木板质量为M。A、B间的动摩擦因数为μ1，B与地面间的动摩擦因数为μ2。开始两

者静止，水平外力F作用在木板上。 （1）若F=kt，A、B将如何运动？试画出两物体的加速度随F变化的图像。

（2）若已知m=1kg，M=2kg，μ1=0.2，μ2=0.3， g=10m/s2，要使木板产生1m/s2的加速度，F应为多大？要使木板产生2.5m/s2的加速度呢？

（3）上一问中，若F＇=17N，板长L=1m，开始滑块在木板正中间，求从开始运动到木板从滑块下被拉出所经历的时间。

【总结】1．物体之间相对滑动或相对静止的临界条件是：物体间达到了最大静摩擦。 2．求解相对静止的临界条件的步骤：先假设相对静止，对整体列牛顿第二定律；再隔离一个物体，求出最大静摩擦力时的临界加速度，使整体的加速度等于临界加速度，即可求出临界拉力。

3．已知a或已知F时，要先根据临界力或者临界加速度判断两物体是否已经相对滑动，然后再选择不同的方法求解。

【模型2】．滑块A和木板B叠放在水平地面上，滑块质量为m，木板质量为M。A、B间的动摩擦因数为μ1，B与地面间的动摩擦因数为μ2。开始两者静止，外力F作用在木板上。若F=kt，A、B将如何运动？

【总结】当外力作用在滑块上时，木板可能不会运动。

【模型3】若A、B两物体在外力作用下相对静止一起加速，某时刻撤去外力后，二者如何运动？

【总结】木板和滑块以相同的初速度能相对静止共同减速的条件是： （三）典题分析，深化拓展

【练一练】（2013新课标II卷25）一长木板在水平地面上运动，在t=0时刻将一相

对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度-时间图像如图所示。己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上.取重力加速度的大小g=10m/s2，求：

（1）物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；

（2）从t=0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小

（四）课堂小结

1．滑块-木板模型中，两物体具有相同的初速度时，存在是否相对静止或相对滑动的判断问题，其临界条件为：物体间达到了最大静摩擦。

2．分析滑块和滑板单独的运动时，采用隔离法；但当滑块和滑板保持相对静止时，运动状态就一致了，此时可以采用整体法思想。故需要熟练掌握的方法是整体法与隔离法。

3．计算滑块和滑板之间的相对位移时，重要的是画出滑板滑块运动的示意图，根据示意图找出相对位移与对地位移的关系。

（五）作业布置

1．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/s2)。求：

（1）小物块放后，小物块及小车的加速度大小各为多大？ （2）经多长时间两者达到相同的速度？

（3）从小物块放上小车开始，经过t=1.5 s小物块通过的位移大小为多少？ 2、课下限时训练

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