安徽 张元伟 宋万松

2021年高考刚刚过去，高考试题是每个老师关注的焦点。在今年的全国乙卷中，第21题回归经典，考查内容为“有外力作用下的板块临界问题”，题目呈现的情景是此类板块问题中最复杂、计算最繁琐的一种，选择这样的一种情景作为选择题的压轴题，更注重考查学生的推理能力和分析综合能力。解决板块问题最根本的方法就是构建模型化的物理情景，建立力与运动关系的物理观念。

有外力作用时的板块运动性质问题的基本情景有以下五种，一一举例说明。

一、情景分析

情景1：地面光滑、F作用在木板上

图1

已知木块A质量为m2，木板B质量为m1，A和B都静止在光滑地面上。A、B之间的动摩擦因数为μ，假设最大静摩擦力fm和滑动摩擦力相等。

因地面光滑，当F作用在木板上时，无论F的大小，木板和木块一定会运动，但是不确定两者是一起加速还是各自加速。即将问题转化为是否有相对滑动的问题，此类问题必将讨论静摩擦力是否达到最大值。所以分析的过程如下：

当F作用在物体上时假设两者一起运动，对A、B整体分析

F=(m1+m2)a①

因木块A靠静摩擦力加速，故再对木块A分析

f静=m2a②

当f静达到最大值μm2g时出现临界状态，联立①②两式，可得此时外力F的大小为μ(m1+m2)g

结论：

①当0

②当F>μ(m1+m2)g时，AB各自加速。

情景2：地面光滑、F作用在木块上

图2

分析过程如下：

当F作用在物体上时假设两者一起运动，对A、B整体分析

F=(m1+m2)a①

因木板B靠静摩擦力加速，故再对木板B分析

f静=m1a②

结论：

情景3：地面粗糙、F作用在木板上

图3

已知木块A质量为m2，木板B质量为m1，A和B都静止在光滑地面上。A……