板块问题模型

实验目的

掌握板块模型的受力分析方法，判断相对滑动的条件。

实验原理

分别对物块和木板受力分析，用牛顿第二定律列式。两者相对静止时有共同加速度，物块所受静摩擦力提供其加速度，且不超过最大静摩擦力。以地面光滑、拉木板为例，物块最大加速度为μg，故拉力F>μ(M+m)g时发生相对滑动。

实验器材

• 木板
• 物块
• 水平拉力
• 接触面摩擦因数设置
• 速度和位移观察区

实验步骤

1. 观察物块和木板的初始状态，画出各自的受力示意图。
2. 给其中一个物体施加较小的水平拉力，观察二者是否一起运动。
3. 逐步增大拉力，观察何时出现相对滑动。
4. 相对滑动时，分别计算物块和木板的加速度。
5. 比较二者速度变化，分析共速后的运动情况。

实验现象与结论

拉力较小时，物块与木板相对静止，加速度相同。拉力增大到临界值时，静摩擦力达到最大，超过后二者相对滑动，加速度不再相同，物块受滑动摩擦力作用。

常见问题

板块问题怎样判断是否发生相对滑动？

先假设相对静止，算共同加速度和所需静摩擦力，若超过最大静摩擦力则相对滑动。

什么时候用整体法，什么时候用隔离法？

求共同加速度用整体法；求物体间的作用力（如摩擦力）用隔离法。