高中物理牛顿第二定律——板块模型解题基本思路

1、高中物理基本模型解题思路板块模型(一)本模型难点：(1)长板下表面是否存在摩擦力，摩擦力的种类；静摩擦力还是滑动摩擦力, 如滑动摩擦力，fn的计算(2)物块和长板间是否存在摩擦力，摩擦力的种类：静摩擦力还是滑动摩擦力(3)长板上下表面摩擦力的大小。(二)在题干中寻找注意已知条件：(1)板的上下两表面是否粗糙或光滑(2)初始时刻板块间是否发生相对运动(3)板块是否受到外力f ,如受外力f观察作用在哪个物体上(4)初始时刻物块放于长板的位置(5)长板的长度是否存在限定、光滑的水平面上，静止放置一质量为m ,长度为l的长板，一质量为 m的物块，以速度vo从长板的一段滑向另一段，已知板块间动摩擦因数为

2、首先受力分析:对于m ：由于板块间发生相对运动，所以物块所受长板向左的滑动摩擦力,am g (方向水平向左)7由于物块的初速度向右，加速度水平向左，所以物块将水平向右做匀减速运动。对于m :由于板块间发生相对运动，所以长板上表面所受物块向右的滑动摩擦力，但下表 面由于光滑不受地面作用的摩擦力。即:fn mg fn f动f nf 动ma mammg （方向水平向右）m由于长板初速度为零，加速度水平向右，所以物块将水平向右做匀加速运动。假设当vm vm时，由于板块间无相对运动或相对运动趋势，所以板块间的滑动摩擦力会突然消失。则物块和长板将保持该速度一起匀速运动。公式计算:关于运动图像可以用v t设

3、经过时间t板块共速，共同速度为由vm vm v共可得:m做匀减速直线运动：v共 voamtxvmm做初速度为零的匀加速直线运动:am t可计算解得时间:v0amtam t物块和长板位移关系:12m : xmvot - amt2 m :xm1amt2相对位移:xxmxm、粗糙的水平面上，静止放置一质量为m , 一质量为m的物块，以速度v0从长板的一段滑向另一段，已知板块间动摩擦因数为1 ,长板和地面间的动摩擦因数为2,长板足够长。v0首先受力分析：对于m ：由于板块间发生相对运动，所以物块所受长板向左的滑动摩擦力，即：仔imge11mgfn mgf动fn iamig (方向水平向左)f 动 ma

4、m由于物块的初速度向右，加速度水平向左，所以物块将水平向右做匀减速运动。对于m :由于板块间发生相对运动，所以长板上表面所受物块向右的滑动摩擦力，下表面受到地面施加方向向左的摩擦力f的作用。由于长板所受的上表面向右的滑动摩擦力1mg和下表面地面所施加的最大静摩擦力大小关系未知，这里我们认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所以我们要进行讨论：(1)当mg2(m m)g 时：m仍然保持静止不动，m以加速度am做匀减速直线运动。(2)当 1mg2(m m)g 时：m则产生一定的加速度：1mg 2(m m)g mam ,可求得m的加速度am ,方向向右。所以m将做初速度为零，加速度 am的匀加速直线运动，

5、设经过时间tl二者速度相等，即vmvmv#解得时间： v0 amt1 amt1解得二者共同的速度：v共1, 2m 位移：xmvoti-amti2m位移:1.2xm二 am【i2二者在此过程中发生的相对位移:xxmxm当二者速度相同时， 无相对运动,所以二者间滑动摩擦力突然消失，但由于长板下表面为粗糙,假设二者可以一起匀减速运动：2(m m)g (m m)a 共 解得：a 共2g由于2gig ,所以假设成立。当二者速度相同时，二者共同以加速度a共做匀减速运动,不再发生相对运动。共同匀减速时间：t2m的物块,f三、光滑的水平面上，静止放置一质量为m的长板，长板上静止放置一质量为现对物块施加一外力

6、f ,板块间动摩擦因数为假设长板与物块无相对运动一起加速，所以我们可以采用整体法来进行求解:f (m m)a当外力f增大时，整体的加速度 a增大，说明长板和物块的加速度同时增大，但对于m :由于受到外力 f的作用作为动力来源，所以 m的加速度无最大值。但对于m :由于加速度的来源是 m施加的静摩擦力产生，二者间的静摩擦力存在最大值,所以当二者间静摩擦力达到最大值时m的加速度也就存在着对应的最大值，即： mg ma ,将a mg带入上式，mm(m m)g、解得：f 为一临界值。m当0 f m mg时，板块间无相对滑动，一起匀以共同的加速度匀加速运动 mf增大，二者间的静摩擦力增大。当f (m m

7、g时，板块间发生相对滑动，am ammf增大，二者间的滑动摩擦力不变为f mg , am增大，am不变四、光滑的水平面上，静止放置一质量为m的长板，长板上静止放置一质量为m的物块,现对长板施加一外力 f ,板块间动摩擦因数为，假设长板与物块无相对运动一起加速，所以我们可以采用整体法来进行求解:f (m m)a当外力f增大时，整体的加速度 a增大，说明长板和物块的加速度同时增大，但对于m ：由于加速度的来源是 m施加的静摩擦力产生，二者间的静摩擦力存在最大值,所以当二者间静摩擦力达到最大值是m的加速度也就存在着对应的最大值。但对于m :由于受到外力 f的作用作为动力来源，所以 m的加速度无最大值。即： mg ma,将a g带入上式，解得：f (m m)g为一临界值。当0 f (m m)g时，板块间无相对滑动，一起匀以共同的加速度匀加速运动f增大，二者间的静摩擦力增大。当f (m m)g时，板块间发生相对滑动，am ammg , am增大，am不变从以上几例我们可以看到，无论物体的运动情景如何复杂，这类问题的解答有一个基本技巧 和方法：在物体运动的每一个过程中，若两个物