田素云


板塊問題是高中物理的重要題型,是學生難以解決的問題之一,也是高考的重點和難點。通過對這類問題的學習有利于培養學生分析問題、運用知識解決問題的能力和發散思維能力。
解決這類問題的方法很多,下面就從動力學的角度談談這類問題的求解思路與技巧。
1.搞清兩種位移關系
滑塊由木板的一端運動到另一端的過程中,若滑塊和木板同向運動,對地位移大小之差等于板長;反向運動時,對地位移大小之和等于板長。
2.臨界條件
要使滑塊不從木板的末端掉下來的臨界條件是滑塊到達木板末端時的速度與木板的速度恰好相等。
3.解題思路
(1)審清題意:求解時應先仔細審題,理解題意、用隔離法對每個物體進行受力情況分析和運動情況分析。
(2)求加速度:根據牛頓第二定律準確求出各物體在各運動過程中的加速度(注意兩過程的連接處加速度可能突變)。
(3)明確關系:找出物體之間的位移(路程)關系或速度關系是解題的突破口,求解時注意聯系兩個過程的紐帶,每一個過程的末速度是下一個過程的初速度。
4.求解板塊問題的方法技巧
(1)弄清各物體初態對地的運動和相對運動(或相對運動趨勢),根據相對運動(或相對運動趨勢)情況,確定物體間的摩擦力方向。
(2)正確地對各物體進行受力分析,并根據牛頓第二定律確定各物體的加速度,結合加速度和速度的方向關系確定物體的運動情況。
(3)速度相等是這類問題的臨界點,此時往往意味著物體間的相對位移最大,物體的受力和運動情況可能發生突變。
(4)難點:兩者共速后能否相對靜止的判斷。
假設二者相對靜止共同勻減速,用整體法求出共同運動的加速度a,再用隔離法求相互之間的摩擦力f,與最大靜摩擦力fm作比較得出結論(f≤fm假設成立,反之相對滑動)。
上例中的判斷方法是假設二者相對靜止共同勻減速,整體法求出共同運動的加速度a,再隔離法求相互之間的摩擦力f,與最大靜摩擦力fm作比較得出結論(f≤fm假設成立,反之相對滑動)。也可以隔離求臨界加速度am,通過比較am與a的大小從而得出結論(a≤am假設成立,反之相對滑動)。