板块模型教学设计.doc

板块模型教学设计 一、板块问题 理想模型法是物理思维的重要方法之一。我们在解决实际问题时，常要把问题中的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，通过相互作用力做功，实现能量转化。可以从动量、能量和牛顿运动定律等多个角度来分析这一。因此，板块模型是对力学规律的综合应用能力考查的重要载体。天津卷在05、07、09三年以此为背景进行考查。 求： （1）说明此后A、B的运动性质 （2）分别求出A、B的加速度 （3）经过多少时间A从B上滑下 （4）A滑离B时，A、B的速度分别为多大？A、B的位移分别为多大？ （5）若木板B足够长，最后A、B的共同速度 （6）当木板B为多长时，A恰好没从B上滑下（木板B至少为多长，A才不会从B上滑下？） 解题注意事项：1.判断动量是否守恒 2.抓住初末动量 3.抓住临界条件（如“恰好不掉下去”、“停止滑动”“重力势能最大或弹性势能最大”这都意味着共速） 解决方法：1.往往是动量守恒定律和能量守恒定律综合应用，尤其是遇到涉及（可能是所求也可能是已知）相对位移，应用能量守恒比较简单 2.但求解一个物体对地位移应用动能定理或运动学公式求解 变式：(2011年福建省四地六校联考)如图所示，长12 m，质量为100 kg的小车静止在光滑水平地面上．一质量为50 kg的人从小车左端，以4 m/s2加速度向右匀加速跑至小车的右端(人的初速度为零)．求： (1)小车的加速度大小； (2)人从开始起跑至到达小车右端所经历的时间； (3)人从开始起跑至到达小车右端对小车所做的功． 1.如图所示，带有挡板的长木板置于光滑水平面上，轻弹簧放置在木板上，右端与挡板相连，左端位于木板上的B点。开始时木板静止，小铁块从木板上的A点以速度v0=4.0m/s正对着弹簧运动，压缩弹簧，弹簧的最大形变量xm=0.10m；之后小铁块被弹回，弹簧恢复原长；最终小铁块与木板以共同速度运动。已知当弹簧的形变量为x时，弹簧的弹性势能Ep=kx2/2，式中k为弹簧的劲度系数；长木板质量M=3.0kg，小铁块质量m=1.0kg，k=600N/m，A、B两点间的距离d=0.50m。取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。 （1）求当弹簧被压缩最短时小铁块速度的大小v；????? （2）求小铁块与长木板间的动摩擦因数μ；????? （3）试通过计算说明最终小铁块停在木板上的位置。? 解：（1）当弹簧被压缩最短时，小铁块与木板达到共同速度v，根据动量守恒定律?????【2分】代入数据，解得：????????【1分】 （2）由功能关系，摩擦产生的热量等于系统损失的机械能 ???【3分】代入数据，解得：????【1分】 （3）小铁块停止滑动时，与木板有共同速度，由动量守恒定律判定，其共同速度仍为???????【1分】设小铁块在木板上向左滑行的距离为，由功能关??【1分】?代入数据，解得：????【1分】而，所以，最终小铁块停在木板上A点。???【1分】?V 3．（16分）如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的，在最低点B与水平轨道BC相切，BC的长度是圆弧半径的10倍，整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落，恰好落人小车圆弧轨道滑动，然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出。已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍，小车的质量是物块的3倍，不考虑空气阻力和物块落人圆弧轨道时的能量损失。求.物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍； ⑵.物块与水平轨道BC间的动摩擦因数。 3．(16分） 设物块的质量为m ，其开始下落处酌位置距BC的竖直高度为，到达8点时的速度为v ，小车圆弧轨道半径为。由机械能守恒定律，有 ① 根据牛顿第二定律，有 ② 解得H = 4R ③ 即物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的4倍。设物块与BC间的滑动摩擦力的大小为F ，物块滑到C点时与小车的共同速度为，物块在小车上由B运动到C的过程中小车对地面的位移大小为s 。依题意，小车的质量为3 m ，BC长度为10 R 。由滑动摩擦定律，有F = μm g ④ 由动量守恒定律，有m v =