田素云
板塊問題是高中物理的重要題型,是學(xué)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(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、運用知識解決問題的能力和發(fā)散思維能力。
解決這類問題的方法很多,下面就從動力學(xué)的角度談?wù)勥@類問題的求解思路與技巧。
1.搞清兩種位移關(guān)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(dá)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(yīng)先仔細(xì)審題,理解題意、用隔離法對每個物體進(jìn)行受力情況分析和運動情況分析。
(2)求加速度:根據(jù)牛頓第二定律準(zhǔn)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(guān)系:找出物體之間的位移(路程)關(guān)系或速度關(guān)系是解題的突破口,求解時注意聯(lián)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(tài)對地的運動和相對運動(或相對運動趨勢),根據(jù)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(jìn)行受力分析,并根據(jù)牛頓第二定律確定各物體的加速度,結(jié)合加速度和速度的方向關(guān)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(fā)生突變。
(4)難點:兩者共速后能否相對靜止的判斷。
假設(shè)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(jié)論(f≤fm假設(shè)成立,反之相對滑動)。
上例中的判斷方法是假設(shè)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(jié)論(f≤fm假設(shè)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(jié)論(a≤am假設(shè)成立,反之相對滑動)。