【摘要】板塊模型作為許多知識(shí)點(diǎn)考查的載體,主要分為水平面的板塊模型和斜面上的板塊模型.本文結(jié)合具體實(shí)例分析板塊模型具體的受力分析過(guò)程以及對(duì)應(yīng)解題思路,幫助學(xué)生高效學(xué)習(xí),快速解題.
【關(guān)鍵詞】板塊模型;高中物理;解題方法
板塊模型問(wèn)題屬于常見(jiàn)的高中物理問(wèn)題,根據(jù)狀態(tài)不同可分為水平面上的板塊模型和斜面上的板塊模型.本文分別對(duì)不同模型的板塊運(yùn)動(dòng)情況作出分析并總結(jié),可以收獲更多解題思路和經(jīng)驗(yàn),還能提高學(xué)生的解題效率和準(zhǔn)確率.
1 水平面上的板塊模型
水平面板塊模型可分為無(wú)外力存在的板塊模型和有外力存在的板塊模型兩大類.處理問(wèn)題的基本思路相同,主要考查整體法和隔離法、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合運(yùn)用.
1.1 有外力存在的板塊模型
例1 如圖1所示,質(zhì)量為1kg、足夠長(zhǎng)的長(zhǎng)木板B放在水平地面上,質(zhì)量為2kg的物體A放在木板B的左端.物塊A與木板B間的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.7,木板B與地面間的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.2,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為10m/s2,現(xiàn)對(duì)A施加一水平向右的拉力F,則物塊速度vA、木板速度vB隨時(shí)間變化的圖象可能是( )
分析 首先對(duì)滑塊受力分析,結(jié)合牛頓第二定律分析得到具體加速度.其次解決第二問(wèn)需要整體看做一個(gè)系統(tǒng)后,再隔離分別對(duì)斜面、滑塊分別分析符合要求的運(yùn)動(dòng)情況,列式運(yùn)算求解即可.
解 (1)設(shè)紙帶加速度為a1時(shí),滑塊到達(dá)斜面頂端時(shí)紙帶恰好被拉出,滑塊加速度為as,對(duì)滑塊,由牛頓第二定律則有μmgcosθ-mgsinθ=mas,滑塊位移12L=12ast2,紙袋位移L=12a1t2,聯(lián)立可解得a1=2.4m/s2,若在滑塊到達(dá)斜面頂端前紙帶被拉出,拉動(dòng)紙帶的加速度最小值為2.4m/s2.
(2)設(shè)紙帶加速度為a2,滑塊先以加速度as加速,離開(kāi)紙帶后再斜面上以加速度ax減速,到達(dá)斜面頂端時(shí)速度恰好為0,對(duì)滑塊,由牛頓第二定律則有mgsinθ=max,設(shè)滑塊加速度時(shí)間為t1,減速時(shí)間為t2,最大速度為vm,由平均速度公式,有12L=12vmt1+t2,vm=ast1,vm=axt2,可得t1=1s,由位移關(guān)系可知12a2t21-12ast21=12L,可得a2=2.64m/s2,若滑塊能運(yùn)動(dòng)到平臺(tái)上,拉動(dòng)紙帶的加速度最大值為2.64m/s2.
3 結(jié)語(yǔ)
上述例題分別對(duì)平面上的板塊模型和斜面上的板塊模型做出歸類與解答,不同類型的板塊運(yùn)動(dòng)有不同的解題思路,學(xué)習(xí)過(guò)程中需要注意區(qū)分和總結(jié).在學(xué)習(xí)和實(shí)踐過(guò)程中,每類模型的特點(diǎn)和解題思路都需要學(xué)習(xí)理解并掌握.
參考文獻(xiàn):
[1]鄭成.高中物理中的板塊模型解題方法探析[J].廣東教育(高中版),2023(02):61-65.
[2]劉愛(ài)斌.探析高考板塊模型的案例分析與實(shí)踐策略[J].試題與研究,2023(22):32-33.