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常见“滑块—木板”模型分析

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桑桂++曹文平

摘要：“滑块-木板”模型是高考中的难点和热点，本文通过对这一类题目进行分析、归纳、分类，试图希望学习者能通过揣摩过程翔实的范例，体会这类题目的一般分析方法，对其物理复习中的牛顿第二定律和摩擦力的复习有所裨益。

关键词：“滑块-木板”模型；摩擦力；牛顿第二定律

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）12-0024-5

“滑块-木块”模型是考查牛顿第二定律的常见模型，由于其涉及到摩擦力方向、大小的判断与计算，有时还会涉及到摩擦力的突变、相对位移的计算，因此这类题目分析过程较为复杂，是高考中的难点和热点。以全国卷为例，2013年新课标全国Ⅱ卷25题、2015年新课标全国Ⅰ卷25题，以理综物理压轴题考查了“滑块-木板”模型。此类题目综合性很强，学生要做好这类题目，需要掌握运动学公式、牛顿第二定律、摩擦力的特点等知识，其中的关键和难点是掌握摩擦力的特点。

摩擦力是由两个相互接触并挤压的接触面（即接触面之间有弹力）发生相对运动或具有相对运动趋势时而产生的阻碍受力物体相对于施力物体的相对运动或相对运动趋势的力。当两接触面之间具有相对运动时产生的摩擦力称为滑动摩擦力，两接触面之间具有相对运动趋势时产生的摩擦力称为静摩擦力。在“滑块-木板”模型中需要注意摩擦力的以下特点：

1 摩擦力的作用效果

摩擦力的作用效果是阻碍受力物体相对于施力物体的相对运动或相对运动趋势。相对运动会体现到速度这个物理量上，因此摩擦力的作用效果就是尽量使产生摩擦力的两个接触面的速度差小。正是因为这个缘故，摩擦力的方向与受力物体相对于施力物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反。两接触面之间如果受静摩擦力，一定不会受滑动摩擦力，因为受静摩擦力时两接触面相对静止，速度差为零。

2 摩擦力的大小

静摩擦力的大小是一个范围0

3 摩擦力是动力还是阻力

在具体的分析过程中，学生要注意摩擦力是动力还是阻力，因为“滑块-木板”模型含有多个接触面，而静摩擦力和滑动摩擦力都是既可以做动力，也可做阻力。

以上是摩擦力的特点，在“滑块-木板”模型的分析过程中会用到。本文将常见的“滑块-木板”模型类的习题依据外力作用的对象和地面是否光滑分为五类，依次为：①地面光滑，木板受外力；②地面光滑，滑块受外力；③地面粗糙，木板受外力；④地面粗糙，滑块受外力；⑤地面粗糙，滑块和木板具有相同的初速度。

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