在力学教学中经常出现有关滑块的问题,下面就具体到滑板中的滑块问题的例题来分析解答。所谓滑板中的滑块问题,是指滑块与滑板相互作用时,所采用动量守恒、动能定理以及有关数学知识等方法求解的类型。它的特点是:这类问题所描述的物理过程和情景一般较为复杂,学生不易找到解决问题的切入点,容易造成学生理解上的思维障碍和错觉。因而,这种类型的问题综合性很强,分析问题和解决问题的能力对学生要求很高,对于培养学生的思维敏捷性、优秀品质、深造能力等方面具有十分重要的意义。
　　例1 如图所示,一个质量为M, 长为L的长方形木板B放在光滑的水平地面上,在其右端放一个质量为m的小木块A,m　　( 1 )若已知A和B的初速度大小为v0 ,求它们最后的速度大小和方向。
　　( 2 )若初速度的大小未知,求木块A 向左运动到达的最远处(从地面上看)离出发点的距离。
　　解析: 本题为典型的滑板中的滑块问题,可将m与M看作一个系统,水平方向符合动量守恒,用动量守恒可求出两物保持相对静止时相对地的共同速度。
　　( 1 ) 设水平向右为正,由动量守恒
　　mv0-mv0=(M+m)u
　　u=(M-m)v0M+m①
　　( 2 )这一问是对学生进行高层次能力的考察,只有找出A向左运动到相对地的速度为零时,有最大位移这一隐含条件,就找到了解题的突破口。
　　由能量守恒
　　12mv02+12Mv02=12(M+m)u2+fL②
　　A 向左的速度v0减为零时,将到达向左最远处,对A可由动能定理得:
　　-fs=0-12mv02③
　　解 ①②③得S=(M+m)L4M
　　总结: 本题有多种解法,关键是要分析出A向左运动对地的速度为零时,有最大位移的隐含条件,在此基础上进行逻辑思维推理,巧妙选择研究对象、动量的矢量性,用动量守恒、能量守恒及动能定理,独立灵活、创造性地处理这类问题。
　　例2 如图所示,A 、B是静止在水平地面完全相同的两块长木板。A的左端和B的右端相接触。两板的质量均为 M=2.0 kg,长度皆为L =1.0 m。
　　C是质量为m =1.0 kg,的小物块。
　　现给它初速度v0 =2.0 m/s,使它从B板的左端开始向右滑动,已知地面是光滑的,而C与A、B之间的动摩擦因数皆为μ =0.10。求最后A、B、C各以多大的速度做匀速运动。(g=10m/s2)
　　解析:根据题意,先假定小物块C在木板B上移动x距离后,停在B木板上,这时A、B、C三者的速度相等,设为u,由动量守恒得
　　mv0=(m+2M)u①
　　在此过程中,木板B的位移为S,小木块C的位移为x+s , 由能量守恒可知
　　12mv02=12(m+2M)u2+μmgx②
　　解(1)(2)两式得x=Mv02(2M+m)μg③
　　代入已知条件得x = 1.6m ④
　　由于x比B板的长度L长,这说明小物块C不会停在B板上,而要滑到A板上。设C刚滑到A板上的速度为v1,此时A、B板的速度为V1,则由动量守恒得
　　mv0=mv1+2MV1 ⑤
　　再由能量守恒得
　　12mv02=12mv12+12(2M)V12+μmgl⑥
　　解(5)(6),并代入数据得:V1=8±2420v1=2±245 ⑦
　　由于v1必为正数,故合理的解是
　　V1=8-2420=0.155(m/s)v1=2+245=1.38(m/s)⑧
　　当C滑到A上之后,B即V1=0.155m/s做匀速运动,而C是以v1=1.38m/s的初速度在A上向右运动。设在A板上移动了x′距离后停在A上,此时C和A的速度为V2,由动量守恒得
　　MV1+mv1=(m+M)V2⑨
　　代入数据得 V2 =0.563(m/s)
　　再由能量守恒得12mv12+12MV21=12(m+M)V22+μmgx′⑩
　　故代入数据得x′=0.50 m
　　因为 x′　　总结:本题主要用来考察学生物理过程和物理情景的建立以及巧妙运用动量守恒、能量守恒的能力。本题设置的物理情景比较新颖,涉及的物理过程也较复杂,但只要学生认真分析、科学(假设)推理,不难得出结果。在运用动量和能量的观点解题时,要求我们主动去分析研究这类题的特点及处理所用的物理方法和数学方法,在提高审题能力和分析物理过程、培养解题能力上狠下功夫,才能逐步适应用动量、能量观点分析、解决问题的方法。
　　通过对典型滑块例题的剖析不难看出,力学中的滑块问题的确丰富、灵活、新颖、涉及面广、易于拓展和延伸。对于启迪和培养学生思维及各种能力的作用、特别是提高学生的解题能力和开发学生的学习潜能的作用是不可低估的。对例题的解析也可以从一个侧面弄清高中物理能力要求的具体内涵,明确中学物理教学的上限,是对提高物理教学质量和应对高考复习都有一定的帮助。