河北 聶震萍 康利軍
板塊模型是高中物理的經典模型,它由一個或多個滑塊疊放在木板上,通過某些力使二者發生相互作用,從而使板、塊間發生一系列與相對運動相關的過程,是考查學生靈活運用力學三大規律解決物理問題的常用載體,故備受命題者的青睞。從命題的情景上看,此模型又常通過多滑塊、多過程、或外加擋板、彈簧等輔助器件進行考查,使得構成的物理情景多樣化;從知識的考查上看,此模型既可以考查動力學相關規律,也可以考查動量和能量的綜合運用;從學科素養的養成來看,由于此模型綜合性強,不僅可以加深學生對加速度、動量、能量等多個物理概念的理解,使物理觀念得到提煉和升華,還可以通過多個規律的綜合考查,使學生的模型建構、綜合分析、推理論證等科學思維內化為能力。示由此可見,板塊問題由于涉及研究對象多、運動過程多、知識規律考查多,使得學生在解題方法的選擇上感到混亂,甚至無從下手,故本文將以2019年江蘇卷第15題為例,通過一題多變的方式,對常見的板塊問題予以分析和歸納,希望對同學們解決此類問題有所幫助。
【母題】(2019年江蘇卷第15題)如圖1所示,質量相等的物塊A和B疊放在水平地面上,左邊緣對齊。A與B、B與地面間的動摩擦因數均為μ。先敲擊A,A立即獲得水平向右的初速度,在B上滑動距離L后停下。接著敲擊B,B立即獲得水平向右的初速度,A、B都向右運動,左邊緣再次對齊時恰好相對靜止,此后兩者一起運動至停下。……