高中物理中“板—块”模型问题的动力学分析

    王呈平

    

    

    [摘? ?要]近些年来，高考常通过动力学综合问题考查考生的分析能力和逻辑推理能力，这也反映了动力学知识在整个物理学中的基础地位及其重要性。文章结合教学实际，就“板—块”模型问题的分析和解决，提出自己的几点看法。此类问题，粗略来讲，可分为两大类型，即滑块带动滑板型和滑板带动滑块型，在明确问题类型的基础上，按照一定的分析步骤，一般问题都能得到解决。

    [关键词]“板—块”模型;滑块带动滑板;滑板带动滑块

    [中图分类号]? ? G633.7? ? ? ? [文献标识码]? ? A? ? ? ? [文章编号]? ? 1674-6058（2019）32-0042-02

    一、高中物理中的“板—块”模型

    由具有一定质量的物块（一般都可视为质点）叠放在具有一定质量和长度（或无限长）的平直板上表面组成的物理模型属于“板—块”模型。这种模型一般置于水平面或者具有一定倾角的斜面上，且滑块与滑板间一般动摩擦因数不为零，而滑板与地面之间动摩擦因数可以为零，也可以不为零。如图1中，由物块m（下称滑块）和长直平板M（下称滑板）组成“板—块”模型。

    二、“板—块”模型问题的常见类型

    “板—块”模型问题一般有两种类型，即滑块带动滑板型和滑板带动滑块型。本文就滑板位于水平面上的情形进行讨论。

    （一）“滑块带动滑板”型问题

    该问题一般涉及两种情形：第一种是滑块以一定的初速度滑上静止（或具有较小速度）的滑板的上表面;另一种是置于滑板上表面的滑块受到外界拉力的作用。这两种情形下，由于滑块与滑板之间存在相互作用的摩擦力，滑板受摩擦力作用，但能否带动滑板运动，还需具体问题具体分析。

    1.滑块以一定初速度滑上滑板

    质量为m的滑块以初速度[v0]从一端冲上质量为M，静止在水平面上的滑板的上表面，设m与M之间的动摩擦因数为[μ]。

    分析：以地面粗糙为例，记滑板与地面之间的动摩擦因数为[μ′]，则二者水平方向受力如图2所示。

    可见，解答此类问题时，一般先判断滑块与滑板是否有相对滑动，然后再结合牛顿运动定律分析计算。

    [? ?參? ?考? ?文? ?献? ?]

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    （责任编辑 易志毅）