常見“滑塊—木板”模型分析

桑桂++曹文平

摘 要：“滑塊-木板”模型是高考中的難點和熱點，本文通過對這一類題目進行分析、歸納、分類，試圖希望學習者能通過揣摩過程翔實的范例，體會這類題目的一般分析方法，對其物理復習中的牛頓第二定律和摩擦力的復習有所裨益。

關鍵詞：“滑塊-木板”模型；摩擦力；牛頓第二定律

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2015）12-0024-5

“滑塊-木塊”模型是考查牛頓第二定律的常見模型，由于其涉及到摩擦力方向、大小的判斷與計算，有時還會涉及到摩擦力的突變、相對位移的計算，因此這類題目分析過程較為復雜，是高考中的難點和熱點。以全國卷為例，2013年新課標全國Ⅱ卷25題、2015年新課標全國Ⅰ卷25題，以理綜物理壓軸題考查了“滑塊-木板”模型。此類題目綜合性很強，學生要做好這類題目，需要掌握運動學公式、牛頓第二定律、摩擦力的特點等知識，其中的關鍵和難點是掌握摩擦力的特點。

摩擦力是由兩個相互接觸并擠壓的接觸面（即接觸面之間有彈力）發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時而產(chǎn)生的阻礙受力物體相對于施力物體的相對運動或相對運動趨勢的力。當兩接觸面之間具有相對運動時產(chǎn)生的摩擦力稱為滑動摩擦力，兩接觸面之間具有相對運動趨勢時產(chǎn)生的摩擦力稱為靜摩擦力。在“滑塊-木板”模型中需要注意摩擦力的以下特點：

1 摩擦力的作用效果

摩擦力的作用效果是阻礙受力物體相對于施力物體的相對運動或相對運動趨勢。相對運動會體現(xiàn)到速度這個物理量上，因此摩擦力的作用效果就是盡量使產(chǎn)生摩擦力的兩個接觸面的速度差小。正是因為這個緣故，摩擦力的方向與受力物體相對于施力物體的相對運動方向或相對運動趨勢方向相反。兩接觸面之間如果受靜摩擦力，一定不會受滑動摩擦力，因為受靜摩擦力時兩接觸面相對靜止，速度差為零。

2 摩擦力的大小

靜摩擦力的大小是一個范圍0

3 摩擦力是動力還是阻力

在具體的分析過程中，學生要注意摩擦力是動力還是阻力，因為“滑塊-木板”模型含有多個接觸面，而靜摩擦力和滑動摩擦力都是既可以做動力，也可做阻力。

以上是摩擦力的特點，在“滑塊-木板”模型的分析過程中會用到。本文將常見的“滑塊-木板”模型類的習題依據(jù)外力作用的對象和地面是否光滑分為五類，依次為：①地面光滑，木板受外力；②地面光滑，滑塊受外力；③地面粗糙，木板受外力；④地面粗糙，滑塊受外力；⑤地面粗糙，滑塊和木板具有相同的初速度。