例说“组合方块模型”中的摩擦力问题
2016-09-18林宁
物理通报 2016年8期
关键词:学生
林 宁
(江苏省东台中学 江苏 盐城 224200)
例说“组合方块模型”中的摩擦力问题
林 宁
(江苏省东台中学江苏 盐城224200)
“组合方块模型”考查的是多个方块的整体运动,或是先整体运动而后可能出现运动分离的情形,所涉及的知识主要有牛顿运动定律和功能关系,难点在于过程中对研究对象的把握及摩擦力的变力做功问题,适当情形下还要突出重心研究的意识.因此,这类题目知识点分布多,思维灵活性大,综合能力要求高,很有参考研究性.现赏析几例,以为抛砖引玉,望引起高度重视.
1 把握“整体归一”思想 发散能力突出求解方法
【例1】如图1所示,n个完全相同、边长足够小且互不粘连的小方块依次排列在一起,其总长度为l,总质量为M,它们一起以速度v在光滑水平面上向左滑动,某时刻开始滑上粗糙水平面.小方块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为μ,若小方块恰能完全进入粗糙水平面,则摩擦力对所有的小方块所做功的数值为


图1
解析:以所有方块为整体(相当于一个大方块),根据题意,可有两种方法求出摩擦力所做的功.
方法1:由动能定理
可得A符合要求.
方法2:根据摩擦力的变力做功特点有
可得C符合要求.
所以该题答案选A,C.
点评:这n个小方块在滑上粗糙水平面前,相互之间没有弹力,进入后才有弹力,在研究时必须把它们看成一个整体(相当于一个大方块).由于它们进入粗糙水平面的长度在发生变化,所受到的摩擦力大小也在变化,并且摩擦……
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