高考物理二轮复习专题思维进阶三板块模型中动力学、能量和动量的综合 课件 (共44张PPT)

(共44张PPT)
思维进阶三　
板块模型中动力学、能量和动量的综合
考情
分析 2025·湖北卷T15、2024·新课标卷T25、2024·安徽卷T14、2024·山东卷T17、2023·全国乙卷T21、2023·山东卷T18、2023·河北卷T15
模型
特征 板块间有相互作用力,存在相对运动。在动量、能量等方面相互制约、相互联系
方法
规律 (1)方法:假设法、整体法、隔离法、分段法、图像法;
(2)规律:隔离:牛顿运动定律、运动学公式、功能关系
整体:能量守恒定律、动量守恒定律
经典
模型
【典题 例析】
命题角度1　动力学在板块模型中的应用
[典例1](多选)(2025·潍坊模拟)如图所示,质量M=4 kg的长木板静止在粗糙水平地面上,t=0时刻对木板施加F=45 N的水平向右恒力,同时质量m=1 kg的小物块以v0=15 m/s的初速度从左端滑上木板。已知木板长度L=7.8 m,木板与地面、木板与小物块间的动摩擦因数分别为μ1=0.2、μ2=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g=10 m/s2,下列说法正确的是(　　)
√
√
【思路导引】
(1)根据受力情况、运动情况的变化,将木板、小物块的运动分为几个阶段。
(2)针对每一阶段,首先根据木板与小物块的相对运动,分析摩擦力,进而对木板和小物块进行受力分析;再根据牛顿第二定律计算木板和小物块的加速度;然后分析木板和小物块的运动情况。
【解析】选A、C。小物块刚滑上木板时,对木板进行分析,根据牛顿第二定律有F+μ2mg μ1(m+M)g=Ma1,解得a1=10 m/s2,故A正确;对小物块进行分析,根据牛顿第二定律有μ2mg=ma2,解得a2=5 m/s2,t=1 s时,小物块的速度v1=v0 a2t=10 m/s
命题角度2　能量观点在板块模型中的应用
[典例2](2025·沈阳模拟)如图所示,质量为m=3 kg、可视为质点的木块静止在光滑平台上[1],质量m0=20 g的子弹以v0=1 000 m/s的速度水平射向木块,子弹穿出后,木块从平台末端C点水平飞出,恰好无碰撞地[2]从木板上端D点滑上长木板。
平台末端C点与木板上端D点间的竖直距离为h=0.45 m,水平距离为x=1.2 m,已知木板质量为M=3 kg,长度为l=2.4 m,厚度不计,木板与木块、木板与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.75,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,木块与木板另一端的挡板发生弹性碰撞[3],碰撞时间极短,斜面足够长,倾角φ=37°,重力加速度取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(3)整个运动过程中木块和木板间产生的热量。
答案: (3)52.575 J
【题眼破译】
[1]子弹打木块的过程系统动量守恒。
[2]木块到达D点时的速度,沿着斜面的方向。
[3]碰撞时,满足动量守恒定律和机械能守恒定律。
命题角度3　动量观点在板块模型中的应用
[典例3](2025·湖北高考)如图所示,一足够长的平直木板放置在水平地面上,木板上有3n(n是大于1的正整数)个质量均为m的相同小滑块,从左向右依次编号为1、2、…、3n,木板的质量为nm。相邻滑块间的距离均为L,木板与地面之间的动摩擦因数为μ,滑块与木板间的动摩擦因数为2μ。初始时木板和所有滑块均处于静止状态。
【思路导引】
(1)滑块在木板上滑行时,根据牛顿第二定律和运动学公式分析。
(2)滑块碰撞时,根据动量守恒定律分析。
(3)“恰好不再相碰”说明:运动的滑块与下一个滑块相遇时恰好共速。
【考法 预测】
如图所示,一质量为M=3.0 kg的长木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一个质量为m=1.0 kg的小木块A。给A和B大小均为5.0 m/s、方向相反的初速度,使A开始向左运动,B开始向右运动,A始终没有滑离B。在A做加速运动的时间内,B的速度大小可能是(　　)
A.1.8 m/s B.2.4 m/s
C.2.8 m/s D.3.5 m/s
√
【加固训练】
1.(2025·宁波模拟)倾角为37°足够长固定斜面上,有一长木板A恰好能处于静止。现有物块B以v0=1 m/s的速度从A的顶端开始下滑,A、B间动摩擦因数为μ=0.8。已知A、B的质量分别为mA=2 kg,mB=3 kg,重力加速度g=10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(　　)
A.物块B下滑过程中,木板A仍能处于静止
B.物块B下滑过程中,A要向下加速,A、B速度刚达到相等时为0.4 m/s
C.要使B不脱离A,A板长度至少为1.25 m
D.从开始运动到A、B速度达到相等过程中,系统因摩擦产生的热量为18.6 J
√