素养培优1　“板块”模型中动力学、能量和动量的综合讲义（教师版）-2025高考物理.pdf

素养培优1“板块”模型中动力学、能量和动量的综合

模型图示模型特点

“滑块—滑板”模型作为力学的基本模型经常出现，是对直线运动和牛顿运动定

律及动量守恒定律有关知识的巩固和应用，这类问题可分为两类：

①没有外力参与，滑板放在光滑水平面上，滑块以一定速度在滑板上运动，滑块

与滑板组成的系统动量守恒，注意滑块若不滑离滑板，最后二者具有共同速度，

摩擦力与相对路程的乘积等于系统损失的动能，即F·x＝ΔE。

f相对k

②系统受到外力，这时对滑块和滑板一般隔离分析，画出它们运动的示意图，应

用牛顿运动定律、运动学公式及动量定理求解。

【典例1】（2024·湖北宜昌高三二模）如图甲所示，一辆质量为M＝1.5kg的小车静止在光滑的水平面上，一

质量为m的木块以一定的水平速度滑上小车，最后与小车以相同的速度运动，它们的运动速度随时间变化的图像

2

如图乙所示。重力加速度取g＝10m/s。求：

（1）木块的质量m；

（2）木块与小车上表面间的动摩擦因数；

（3）这个过程中系统损失的机械能。

答案：（1）0.5kg（2）0.3（3）0.75J

解析：（1）二者相互作用过程，二者构成的系统动量守恒，有mv＝（m＋M）v，由图乙可知v＝2m/s，共同速

00

度为v＝0.5m/s，联立解得木块的质量m＝0.5kg。

－

0.50

22

（2）由速度—时间图像可得小车的加速度为a＝m/s＝1m/s，对小车由牛顿第二定律可得μmg＝Ma，解得μ

0.5－0

＝＝0.3。

1111

222

（3）由功能关系可得这个过程中系统损失的机械能为ΔE＝m－（m＋M）v＝×0.5×2J－×（1.5＋0.5）

0

2222

2

×0.5J＝0.75J。

【典例2】（2024·海南三亚高三三模）如图所示，质量M＝2kg的足够长的木板静止在光滑的水平面上，质量

m＝1kg的滑块静止在木板的左端。现给滑块施加一方向水平向右、大小F＝3N的拉力，经时间t＝6s后撤去拉