高中物理牛頓第二定律-板塊模型解題基本思路

高中物理牛頓第二定律——板塊模型解題基本思路

在解題時，需要注意以下難點和已知條件：一、光滑的水平面上，一質量為M，長度為L的長板靜止放置，一質量為m的物塊以速度v從長板的一段滑向另一段。板塊間動摩擦因數為，需要考慮以下問題：1.長板下表面是否存在摩擦力，摩擦力的種類；靜摩擦力還是滑動摩擦力，如滑動摩擦力，FN的計算。2.物塊和長板間是否存在摩擦力，摩擦力的種類：靜摩擦力還是滑動摩擦力。3.長板上下表面摩擦力的大小。二、粗糙的水平面上，一質量為M，一質量為m的物塊靜止放置，以速度v從長板的一段滑向另一段。板塊間動摩擦因數為1，長板和地面間的動摩擦因數為2，需要考慮以下已知條件：1.板的上下兩表面是否粗糙或光滑。2.初始時刻板塊間是否發(fā)生相對運動。3.板塊是否收到外力F，如受外力F觀察作用在哪個物體上。4.初始時刻物塊放于長板的位置。5.長板的長度是否存在限定。在分析受力后，可以利用速度-時間圖像表示運動狀態(tài)，計算出物塊和長板的位移關系和相對位移。改寫后的文章：在高中物理中，板塊模型是解題的基本模型之一。在解題過程中，需要注意以下難點和已知條件。一、光滑的水平面上，一質量為M，長度為L的長板靜止放置，一質量為m的物塊以速度v從長板的一段滑向另一段。板塊間動摩擦因數為，需要考慮以下問題：1.長板下表面是否存在摩擦力，摩擦力的種類；靜摩擦力還是滑動摩擦力，如滑動摩擦力，FN的計算。2.物塊和長板間是否存在摩擦力，摩擦力的種類：靜摩擦力還是滑動摩擦力。3.長板上下表面摩擦力的大小。二、粗糙的水平面上，一質量為M，一質量為m的物塊靜止放置，以速度v從長板的一段滑向另一段。板塊間動摩擦因數為1，長板和地面間的動摩擦因數為2，需要考慮以下已知條件：1.板的上下兩表面是否粗糙或光滑。2.初始時刻板塊間是否發(fā)生相對運動。3.板塊是否收到外力F，如受外力F觀察作用在哪個物體上。4.初始時刻物塊放于長板的位置。5.長板的長度是否存在限定。在分析受力后，可以利用速度-時間圖像表示運動狀態(tài)，計算出物塊和長板的位移關系和相對位移。在光滑的水平面上，有一質量為M的長板靜止放置，上面放置了一質量為m的物塊。當施加一外力F時，板塊間動摩擦因數為μ。首先進行受力分析：對于物塊m，由于板塊間發(fā)生相對運動，所以物塊所受長板向左的滑動摩擦力為μN，即μmg。由于物塊的初速度向右，加速度水平向左，所以物塊將水平向右做勻減速運動。對于長板M，由于板塊間發(fā)生相對運動，所以長板上表面所受物塊向右的滑動摩擦力，下表面受到地面施加方向向左的摩擦力f的作用。由于長板所受的上表面向右的滑動摩擦力μmg和下表面地面所施加的最大靜摩擦力大小關系未知，這里我們認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，所以我們要進行討論：（1）當μmg≤μ2(M+m)g時，M仍然保持靜止不動，m以加速度am做勻減速直線運動。（2）當μmg>μ2(M+m)g時，M則產生一定的加速度：μmg-μ2(M+m)g=MaM，可求得M的加速度aM，方向向右。所以M將做初速度為零，加速度aM的勻加速直線運動。設經過時間t1二者速度相等，即vm=vM=v共，解得時間：v-a_mt1=aMt1，解得二者共同的速度：v共。物塊m位移：xm=vt1-1/2a_mt12，長板M位移：xM=1/2aMt12。二者在此過程中發(fā)生的相對位移：Δx=xm-xM。當二者速度相同時，無相對運動，所以二者間滑動摩擦力突然消失，但由于長板下表面為粗糙，假設二者可以一起勻減速運動：m+M：μ2(M+m)g=(M+m)a共，解得：a共=μ2g。由于μ2g<μ1g，所以假設成立。當二者速度相同時，二者共同以加速度a共做勻減速運動，不再發(fā)生相對運動。共同勻減速時間：t2=v共/a共。關于運動圖像可以用v-t圖像表示運動狀態(tài)。最終外力F=(M+m)a共。在光滑的水平面上，有一質量為M的長板靜止放置，上面靜止放置著一質量為m的物塊?，F對長板施加一外力F，板塊間動摩擦因數為μ。根據整體法，我們可以得出外力F增大時，整體的加速度a也隨之增大。這說明長板和物塊的加速度同時增大。但對于物塊m，由于加速度的來源是長板施加的靜摩擦力產生，二者間的靜摩擦力存在最大值。因此，當二者間靜摩擦力達到最大值時，物塊m的加速度也就存在著對應的最大值。但對于長板M，由于受到外力F的作用作為動力來源，物塊m的加速度無最大值。即：μmg=ma，將a=μg帶入上式，解得：F=μ(M+m)g為一臨界值。當F≤μ(M+m)g時，板塊間無相對滑動，一起勻以共同的加速度勻加速運動。隨著外力F的增大