“滑块――木板”模型.docx

“滑块――木板”模型中图分类号::B文章编号:1672-1578(2019)24-0291-01 "滑块――木板"模型是高三物理一轮复习中的一个重要模型,是近几年高考的热点和难点。该模型集中体现了解决高中物理运动问题的三大观点:动力学观点、能量观点和动量观点。该模型所考查的物理过程比较复杂,所考查的形式灵活多样,对考生的抽象思维能力、过程分析能力、逻辑推理能力都有极高的要求。所以,此专题的分析与研究对于高考考生来说是非常有必要的。本文将对这个模型进行深入的分析和归纳,希望对同学们有所启发和帮助。情境:如图所示,质量为M的木板静止在光滑水平面上,现有质量为m可视为质点的物块,,求板长L至少为多少?解法一::对M、m分别进行受力分析和运动情况分析:m受到向左的摩擦力,向右做匀减速直线运动:Ff=umg=ma1V=mV0M+mM受到向右的摩擦力,向右做匀加速直线运动:Ff=umg=Ma2m达到M的最右侧二者达到共速,对应的板长最小;设经过t时间二者达到共同速度V,则有:V0-a1t=a2tt=MV0(M+m)ugt时间内m的位移为:Sm=V+V02t;M的位移为:SM=V2t板长:L=S相对=Sm-SM=V02t点拨:此方法比较基础,要求学生熟练掌握直线运动、牛顿第二定律和牛顿第三定律知识,并能对其进行灵活的应用。m到达M的最右侧时二者达到共速对应的板长最小,这一临界条件的分析至关重要。-t图像法:分析运动过程后画出正确的V-t图像。图像中阴影部分图形的面积即为M、m的相对位移,由图可求:S相对=V02t点拨:图像法解题相对来说比较直观、高效。正确的受力分析和运动情况分析是应用此法解题的前提,画出正确的图像是解题的关键。解法二:能量观点:由动力学观点求出二者共同的速度后对M、m组成的系统,由能量守恒,有:Q=f・S相对=ΔEK系减=12mV02-12(M+m)V2解得:S相对=V02t点拨:用能量观点解题更便捷、更省时,但对考生综合能力的要求较高。解法三:动量观点:M、m组成的系统动量守恒,有:mV0=(M+m)VM、m组成的系统能量守恒,有:Q=f・S相对=ΔEK系减=12mV02-12(M+m)V2解得:S相对=V02t点拨:对于学习过选修3-5的同学来说,此方法是以上几种解题方法中最简单的,不需要考生对系统中各物体进行具体的运动过程分析,只需考虑初、末状态即可。引申:若板长足够长,M有向右的初速度V1。问题一:M、m的运动情况又如何?此问题就