高中物理滑块-板块模型(解析版).pdf

滑块 — 木板模型 一、模型概述 滑块－木板模型 (如图 a)，涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热，多次互相作用，属于多物体多过程 问题，知识综合性较强，对能力要求较高，另外，常见的子弹射击木板 (如图 b)、圆环在直杆中滑动 (如图 c) 都属于滑块类问题，处理方法与滑块－木板模型类似。 二、滑块 —木板类问题的解题思路与技巧： 1．通过受力分析判断滑块和木板各自的运动状态（具体做什么运动） ； 2．判断滑块与木板间是否存在相对运动。滑块与木板存在相对运动的临界条件是什么？ ⑴ 运动学条件 ：若两物体速度或加速度不等，则会相对滑动。 ⑵ 动力学条件： 假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出共同加速度，再用隔离法算出其中一个物 体 “所需要 ”的摩擦力 f ；比较 f 与最大静摩擦力 fm 的关系，若 f fm，则发生相对滑动；否则不会发生相对滑 动。 3. 分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度； 4. 对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方程．特别注 意滑块和木板的位移都是相对地面的位移 . 5. 计算滑块和木板的相对位移（即两者的位移差或位移和） ； 6. 如果滑块和木板能达到共同速度，计算共同速度和达到共同速度所需要的时间； 7. 滑块滑离木板的临界条件是什么？ 当木板的长度一定时，滑块可能从木板滑下，恰好滑到木板的边缘达到共同速度（相对静止）是滑块 滑离木板的临界条件。 【典例 1】 如图所示，在光滑水平面上有一质量为 m1 的足够长的木板，其上叠放一质量为 m2 的木块。 假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间 t 增大的水平力 F ＝kt(k 是 常数 )，木板和木块加速度的大小分别为 a1 和 a2 。下列反映 a1 和 a2 变化的图线中正确的是 (如下图所示 ) （ ） 【答案】 A 【典例 2】如图所示， A 、B 两物块的质量分别为 2m 和 m，静止叠放在水平地面上。 A 、B 间的动摩擦 1 因数为 μ，B 与地面间的动摩擦因数为 μ。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g。现对 A 施加一 2 水平拉力 F ，则 ( ) A ．当 F 2 μmg时， A 、 B 都相对地面静止 5 1 B ．当 F ＝ μmg时，A 的加速度为 μg 2 3 C ．当 F 3 μmg时，A 相对 B 滑动 1 D ．无论 F 为何值， B 的加速度不会超过 μg 2 【答案】 BCD 3 【解析】 A 、B 间的最大静摩擦力为 2 μmg，B 和地面之间的最大静摩擦力为 μmg，对 A 、B 整体，只 2 3 要 F ＞ μmg，整体就会运动，选项 A 错误；当 A 对 B 的摩擦力为最大静摩擦力