在2017年的高考物理中,涉及滑塊木板的問題主要有以下幾種:
1. 彈性碰撞:在兩個物體(滑塊和木板)發生碰撞時,需要考慮物體間彈性碰撞的規律。
2. 滑塊木板在光滑水平面上運動:這類問題主要考察學生對牛頓第二定律以及運動學公式的掌握情況,需要理解滑塊在木板表面滑動時的運動規律。
3. 滑塊與木板間的摩擦:這種情況下,需要分析摩擦力的方向,以及它對滑塊和木板運動狀態的影響。
4. 電磁感應中的滑塊和木板:這種問題主要考察電磁感應的基本規律,以及電磁場理論在物理中的應用。
請注意,具體問題還需要根據考卷的具體情況來分析。
例題:
【題目描述】
一個質量為$m$的滑塊,以初速度$v_{0}$從木板的一端滑上木板,木板的質量為$M$,長度為L,木板與地面之間的摩擦系數為$\mu$。求滑塊與木板之間的摩擦力。
【解題思路】
1. 滑塊與木板之間的摩擦力是滑塊受到的力,需要用到牛頓第二定律。
2. 滑塊在運動過程中受到重力、支持力和摩擦力的作用,而木板受到重力、支持力和滑動摩擦力的作用。
3. 滑塊和木板之間的相互作用力是相對運動產生的,因此需要用到動量定理。
【答案】
根據牛頓第二定律,滑塊受到的摩擦力為:
$f = \mu(mg + Mg) = \mu(m + M)g$
根據動量定理,滑塊對木板的沖量等于木板動量的變化量,即:
$I = \Delta p = \Delta mv = (m - M)v_{0}$
其中$\Delta v$表示木板相對于滑塊的相對速度。
【例題解析】
本題主要考察了牛頓第二定律和動量定理的應用,需要學生能夠理解相對運動的概念。在解題過程中,需要注意到滑塊和木板之間的相互作用力是相對運動產生的,因此需要用到動量定理。同時,還需要考慮到滑塊和木板的質量和初速度的關系,以及摩擦系數的大小對摩擦力的影響。
【拓展】
如果木板與地面之間沒有摩擦力,那么滑塊在木板上滑動時會一直加速,直到滑到木板的另一端并停下來。在這個過程中,滑塊對木板的摩擦力和木板對滑塊的摩擦力大小相等方向相反。如果木板足夠長,那么滑塊會在木板上滑動多次,每次滑動的距離會逐漸減小。在這個過程中,需要用到動能定理來求解滑塊的加速度和速度變化量。