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(diǎn)和難點(diǎn)。通過對(duì)這類問題的學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、運(yùn)用知識(shí)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(dòng)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(yùn)動(dòng)到另一端的過程中,若滑塊和木板同向運(yùn)動(dòng),對(duì)地位移大小之差等于板長(zhǎng);反向運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)地位移大小之和等于板長(zhǎng)。
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(shí)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(shí)應(yīng)先仔細(xì)審題,理解題意、用隔離法對(duì)每個(gè)物體進(jìn)行受力情況分析和運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shí)注意聯(lián)系兩個(gè)過程的紐帶,每一個(gè)過程的末速度是下一個(gè)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(duì)地的運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)),根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))情況,確定物體間的摩擦力方向。
(2)正確地對(duì)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(yùn)動(dòng)情況。
(3)速度相等是這類問題的臨界點(diǎn),此時(shí)往往意味著物體間的相對(duì)位移最大,物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況可能發(fā)生突變。
(4)難點(diǎn):兩者共速后能否相對(duì)靜止的判斷。
假設(shè)二者相對(duì)靜止共同勻減速,用整體法求出共同運(yùn)動(dòng)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(duì)滑動(dòng))。
上例中的判斷方法是假設(shè)二者相對(duì)靜止共同勻減速,整體法求出共同運(yùn)動(dòng)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(duì)滑動(dòng))。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(duì)滑動(dòng))。