张 君,夏 琴

(1.武汉市江夏实验高级中学,湖北 武汉 430200， 2.武汉市江夏第一中学,湖北 武汉 430200)



巧用图象法辅助分析板块模型

张 君1,夏 琴2

(1.武汉市江夏实验高级中学,湖北 武汉 430200， 2.武汉市江夏第一中学,湖北 武汉 430200)

本文重点介绍运用图象法展现板、块整个运动过程的细节，清晰的还原木板、木块的运动情境.

分析;模型;加速

图1

木板和木块组成的相互作用系统称为板块模型.该模型涉及静摩擦力与滑动摩擦力的转化、方向判断等静力学知识，还涉及牛顿运动定律、运动学规律、动能定理和能量的转化与守恒等方面的知识.如图1所示，光滑水平面上静置质量M=2kg，长L=1.20m的长木板A，离板右端S0=0.18m处放置质量m=1kg的小物块B，A与B间的动摩擦因数μ=0.4，在板右端正上方悬挂一个挡板，现在木板A上加一水平向右的力F，使B与挡板发生碰撞，碰后瞬间立即撤去力F和挡板，假设碰撞瞬间A的速度不变，B的速度大小不变，方向反向，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，B的宽度可以忽略，取g=10m/s2.求：(1)若B与挡板发生碰撞前，A、B恰好不发生相对滑动，力F多大？(2)若F=16N，仍经历以上过程，B能否从A上掉下？若不能，B最终停在A上何处？

解析 在B与挡板发生碰撞前，要使A、B恰好不发生相对滑动，对物块B而言，A、B之间的最大静摩擦力使物块B产生最大加速度，则根据牛顿第二定律有：μmg=ma

①

由于此时木板A和物块B恰好不发生相对滑动，它们可以看成整体，则对整体应用牛顿第二定律有：

F=(m+M)a

②

由①②及题设条件可解得：F=12N.

若F=16N>12N，则物块B在与挡板碰撞前就已经相对木板……