“滑块——木板”模型
2015-01-13张晓娟
读与写·下旬刊 2014年12期
张晓娟

中图分类号:G633.7文献标识码:B文章编号:1672-1578(2014)24-0291-01
"滑块——木板"模型是高三物理一轮复习中的一个重要模型,是近几年高考的热点和难点。该模型集中体现了解决高中物理运动问题的三大观点:动力学观点、能量观点和动量观点。该模型所考查的物理过程比较复杂,所考查的形式灵活多样,对考生的抽象思维能力、过程分析能力、逻辑推理能力都有极高的要求。所以,此专题的分析与研究对于高考考生来说是非常有必要的。本文将对这个模型进行深入的分析和归纳,希望对同学们有所启发和帮助。
情境:如图所示,质量为M的木板静止在光滑水平面上,现有质量为m可视为质点的物块,以水平向右的速度V0从左端滑上木板.已知物块与木板上表面间的动摩擦因数为μ.若保证m不从木板上滑下,求板长L至少为多少?
解法一:动力学观点
1.过程分析法:对M、m分别进行受力分析和运动情况分析:
m受到向左的摩擦力,向右做匀减速直线运动:Ff=umg=ma1V=mV0M+m
M受到向右的摩擦力,向右做匀加速直线运动:Ff=umg=Ma2
m达到M的最右侧二者达到共速,对应的板长最小;
设经过t时间二者达到共同速度V,则有:V0-a1t=a2tt=MV0(M+m)ug
t时间内m的位移为:Sm=V+V02t; M的位移为:SM=V2t
板长:L=S相对=Sm-SM=V02t
点拨:此方法比较基础,要求学生熟练掌握直线运动、牛顿第二定律和牛顿第三定律知识,并能对其进行灵活的应用。m到达M的最右侧时二者达到共速对应的板长最小,这一临界条件的分析至关重要。
2.V-t图像法:分析运动过程后画出正确的V-t图像。
图像中阴影部分图形的面积即为M、m的相对位移,由图可求:S相对=V02t……p>
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