高中物理牛顿第二定律-板块模型解题基本思路

高中物理牛顿第二定律——板块模型解题基本思路

在解题时，需要注意以下难点和已知条件：一、光滑的水平面上，一质量为M，长度为L的长板静止放置，一质量为m的物块以速度v从长板的一段滑向另一段。板块间动摩擦因数为，需要考虑以下问题：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、粗糙的水平面上，一质量为M，一质量为m的物块静止放置，以速度v从长板的一段滑向另一段。板块间动摩擦因数为1，长板和地面间的动摩擦因数为2，需要考虑以下已知条件：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.板块是否收到外力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。在分析受力后，可以利用速度-时间图像表示运动状态，计算出物块和长板的位移关系和相对位移。改写后的文章：在高中物理中，板块模型是解题的基本模型之一。在解题过程中，需要注意以下难点和已知条件。一、光滑的水平面上，一质量为M，长度为L的长板静止放置，一质量为m的物块以速度v从长板的一段滑向另一段。板块间动摩擦因数为，需要考虑以下问题：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、粗糙的水平面上，一质量为M，一质量为m的物块静止放置，以速度v从长板的一段滑向另一段。板块间动摩擦因数为1，长板和地面间的动摩擦因数为2，需要考虑以下已知条件：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.板块是否收到外力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。在分析受力后，可以利用速度-时间图像表示运动状态，计算出物块和长板的位移关系和相对位移。在光滑的水平面上，有一质量为M的长板静止放置，上面放置了一质量为m的物块。当施加一外力F时，板块间动摩擦因数为μ。首先进行受力分析：对于物块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为μN，即μmg。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。对于长板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μmg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μmg≤μ2(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μmg>μ2(M+m)g时，M则产生一定的加速度：μmg-μ2(M+m)g=MaM，可求得M的加速度aM，方向向右。所以M将做初速度为零，加速度aM的匀加速直线运动。设经过时间t1二者速度相等，即vm=vM=v共，解得时间：v-a_mt1=aMt1，解得二者共同的速度：v共。物块m位移：xm=vt1-1/2a_mt12，长板M位移：xM=1/2aMt12。二者在此过程中发生的相对位移：Δx=xm-xM。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：m+M：μ2(M+m)g=(M+m)a共，解得：a共=μ2g。由于μ2g<μ1g，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：t2=v共/a共。关于运动图像可以用v-t图像表示运动状态。最终外力F=(M+m)a共。在光滑的水平面上，有一质量为M的长板静止放置，上面静止放置着一质量为m的物块。现对长板施加一外力F，板块间动摩擦因数为μ。根据整体法，我们可以得出外力F增大时，整体的加速度a也随之增大。这说明长板和物块的加速度同时增大。但对于物块m，由于加速度的来源是长板施加的静摩擦力产生，二者间的静摩擦力存在最大值。因此，当二者间静摩擦力达到最大值时，物块m的加速度也就存在着对应的最大值。但对于长板M，由于受到外力F的作用作为动力来源，物块m的加速度无最大值。即：μmg=ma，将a=μg带入上式，解得：F=μ(M+m)g为一临界值。当F≤μ(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。随着外力F的增大