《2022年高考物理二轮攻关夺分宝典——压轴题特训》专题02 板块模型（解析版）

3.0 envi 2025-03-19 13 4 571.29KB 39 页 3知币
侵权投诉
专题 02 板块模型
目录
【专题解读】........................................................................................................................................................... 1
【高考真题分析】................................................................................................................................................... 2
【真题感悟】........................................................................................................................................................... 9
【最新考向解密】................................................................................................................................................... 9
1.以竖直面为情境构板块模型考动力学知识及相对运动的理解..................................................................9
2结合斜面模型综合考查板块模型中的多过程多运动问题........................................................................10
3.综合能量观点考查板块模型....................................................................................................................... 12
【专题优化训练】................................................................................................................................................. 14
【专题解读】
1.概述：滑块和滑板叠加的模型简称为“板块模型”这两个简单的“道具”为考查学生的物质观念、运动
与相互作用观念
能量观念展现了丰富多彩的情境，是高中物理讲、学、练、测的重要模型之一。无论是高考还是在常见的
习题、试题中“板块模型”的模型的身影都随处可见，而且常考常新。对于本专题的学习可以比较准确地
反映学生分析问题、解决问题的能力和学科核心素养。
2．命题规律
滑块—滑板模型，涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热、多次相互作用，属于多物体多过程问题，知识
综合性较强，对能力要求较高，所以高考试卷中经常出现这一类型。
3．复习指导
分析滑块—滑板类模型时要抓住一个转折和两个关联。一个转折——滑块与滑板达到相同速度或者滑块从
滑板上滑下是受力和运动状态变化的转折点。两个关联——转折前、后受力情况之间的关联和滑块、滑板
位移与板长之间的关联。一般情况下，由于摩擦力或其他力的转变，转折前、后滑块和滑板的加速度都会
发生变化，因此以转折点为界，对转折前、后进行受力分析是建立模型的关键。
4．模型特点
涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动。
5．两种位移关系
滑块由木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板同向运动，位移大小之差等于板长；反向运动
时，位移大小之和等于板长。
设板长为 L，滑块位移大小为 x1，木板位移大小为 x2
同向运动时：L＝x1－x2
反向运动时：L＝x1＋x2
【高考真题分析】
【例 1】(2020·全国二卷 25 题)如图，一竖直圆管质量为 M，下端距水平地面的高度为 H，顶端塞有一质量
为m的小球。圆管由静止自由下落，与地面发生多次弹性碰撞，且每次碰撞时间均极短；在运动过程中，
管始终保持竖直。已知 M＝4m，球和管之间的滑动摩擦力大小为 4mg，g为重力加速度的大小，不计空气
阻力。
(1)求管第一次与地面碰撞后的瞬间，管和球各自的加速度大小；
(2)管第一次落地弹起后，在上升过程中球没有从管中滑出，求管上升的最大高度；
(3)管第二次落地弹起的上升过程中，球仍没有从管中滑出，求圆管长度应满足的条件。
【必备知识】本题考查的知识点为受力分析、牛顿第二定律、运动学公式、动能定理等。
【关键能力】(1)理解能力：要求能根据题设情境画出示意图进行分析。
(2)推理论证能力：能对汽车进行受力与运动应用受力分析并结合几何关系及牛顿第二定律、运动学公式解
决问题。
(3)模型构建能力：根据问题情境，建立滑块模板模型。
【答案】：(1)2g　3g　(2)H　(3)L≥H
【解析】　(1)管第一次落地弹起的瞬间，小球仍然向下运动。设此时管的加速度大小为 a1，方向向下；球
的加速度大小为 a2，方向向上；球与管之间的摩擦力大小为 f，由牛顿运动定律有
Ma1＝Mg＋f①
ma2＝f－mg②
联立①②式并代入题给数据，得a1＝2g，a2＝3g③
(2)管第一次碰地前与球的速度大小相同。由运动学公式，碰地前瞬间它们的速度大小均为 v0＝④
方向均向下。管弹起的瞬间，管的速度反向，球的速度方向依然向下。设自弹起时经过时间 t1，管与小球
的速度刚好相同。取向上为正方向，由运动学公式 v0－a1t1＝－v0＋a2t1⑤
联立③④⑤式得 t1＝ ⑥
设此时管下端的高度为 h1，速度为 v。由运动学公式可得
h1＝v0t1－a1t⑦
v＝v0－a1t1⑧
由③④⑥⑧式可判断此时 v>0。此后，管与小球将以加速度 g减速上升h2，到达最高点。由运动学公式有
h2＝⑨
设管第一次落地弹起后上升的最大高度为 H1，则H1＝h1＋h2⑩
联立③④⑥⑦⑧⑨⑩式可得H1＝H⑪
(3)设第一次弹起过程中球相对管的位移为 x1。在管开始下落到上升H1这一过程中，由动能定理有
Mg(H－H1)＋mg(H－H1＋x1)－4mgx1＝0⑫
联立 式并代入题给数据得⑪⑫ x1＝H⑬
同理可推得，管与球从再次下落到第二次弹起至最高点的过程中，球与管的相对位移 x2为x2＝H1⑭
设圆管长度为 L。管第二次落地弹起后的上升过程中，球不会滑出管外的条件是x1＋x2≤L⑮
《2022年高考物理二轮攻关夺分宝典——压轴题特训》专题02 板块模型（解析版）.docx

共39页,预览5页

还剩页未读， 继续阅读

相关推荐

更多
立即下载
作者：envi 分类：高中 价格：3知币 属性：39 页 大小：571.29KB 格式：DOCX 时间：2025-03-19

开通VIP享超值会员特权

  • 多端同步记录
  • 高速下载文档
  • 免费文档工具
  • 分享文档赚钱
  • 每日登录抽奖
  • 优质衍生服务

作者详情

相关内容

更多

推荐作者

热门标签

大联考 高考地理 英语真题 听力 语法填空 石家庄 数学竞赛 读后续写 英语阅读 深圳中学
/ 39
评分 收藏
分享
立即下载
客服
关注