高中物理力学综合中的模型非常多,例如子弹打木块、碰撞(快速变力接触作用型,一个物体在另一个物体内部作用)、弹簧的连接体模型(中速变力、相对运动型,一个物体通过弹簧与另一个物体接触作用)、传送带滑块与滑板(慢速恒力、相对运动且相互作用型,一个物体与另一个物体相对运动)等。体现出难度大,知识点跨越运动定律、动量与能量、功能关系及能量守恒定律。总体来说,细节瞬间对受力分析要求较高,具有过程的矢量性与过程中动量与能量守恒。为了能够将众多的模型难度进行突破,我们选取 其中最简单的滑块与滑板模型来研究,对受力分析、摩擦力分析、运动分析、位移分析、相对位移分析、划痕分析、相对路程分析、热量分析、图象分析及滑块滑板模型相对运动与相对静止的临界分析等进行全面透视。
滑块与滑板模型母题探究
【调研1】如图所示,滑块A的质量m=1kg,初始速度向右v1=8.5m/s;滑板B足够长,其质量M=2kg,初始速度向左v2=3.5m/s。已知滑块A与滑 板B之 间动摩擦因数μ1=0.4,滑板B与地面之间动摩擦因数μ2=0.1。取重力加速度g=10m/s2。在两者相对运动 的过程中:
问题(1):刚开始aA、a B1
问题(2): B向左运动的时间tB1及B向左运动的最大位移SB2
问题(3):两者相对静止时的速度v
问题(4):A向右运动的时间t及A运动的位移SA
问题(5):B运动的位移SB及B向右运动的时间tB2
问题(6):A对B的位移大小△S、A在B上的划痕△L、A在B上相对B运动的路程xA