巧选参考系处理木板滑块类模型问题江苏省徐州高级中学孟华东木板滑块类问题是高中物理教学中非常重要和常见的题型，通过对题目的条件和问题的不同设计，可综合考察学生对物理情景的建立，过程的分析，及应用动力学知识熟练列式求解的能力。处理此类习题时，以地面为参考系画好运动过程的草图是正确分析和建立物理情景的关键，是将抽象问题形象化的好方法之一。但有时有相对运动的小车和滑块的运动情景较为复杂，情景不易确定，此种方法将陷入困境。笔者在教学中发现，若以小车为参考系，将使运动情景大大简化，物理情景更加清晰，也更有利于学生顺利分析和解决问题，对学生的思维的拓展和解决问题的综合能力也有很大的提高。例题1如图1所示,一个质量为M的长方形木板B放在光滑水平面上,在其右端放一个质量为m的小木块A，m<M，两者之间的滑动摩擦力大小为f。现以地面为参考系，同时同时给A、B以大小相等、方向相反的初速度v0，使A开始向左运动、B开始向右运动，最终A没有滑离B板。则木块A最终相对于木板B静止时与木板B右端的距离是多少？ABv0v0图1解析方法一：以地面为参考系分别对木块A和木板B做受力分析，画出受力示意图如图2。fmgNAmfMgNBM图2对于A，根据牛顿第二定律得：对于B，根据牛顿第二定律得：由于A的加速度大，其速度首先向左减为零，然后向右加速达到与B同速设经过时间t，A速度为vA，由速度公式：设经过时间t，B速度为vB，由速度公式：两者速度相等，有，由上面几式可得所用时间为B向右的距离为A向左的距离为相对于木板，得A向左的最大距离为此题中A先向左减速后向右加速，运动情景较为复杂，分析时不容易搞清楚，尤其是在列方程时，各物理量取值的正负非常容易搞错。该问题的复杂性来自于A、B两物体均在相对地面运动，并且A的运动方向有所变化，分析问题时不容易全面准确的把握。若是以木板B为参考系，该问题的复杂性将大大简化。方法二对于A：得方向向右对于B：得方向向左以木板B为参考系，研究A取向左为正方向初速度加速度木块A相对于木板B做向左的匀减速运动，直到相对木板B静止，即。得则相对于木板，A向左的最大距离为通过上述两种方法的对比，能发现选取木板B这一恰当的参考系，可使原来较为复杂的两个物体的运动简化为一个物体的运动，原来困难的情景建立和过程分析变的十分简洁明了，大大的提高了解题效率。当然，以木板为参考系的方法，使运动情景得以简化，但初用者不太注意运算时各个物理量的相对性，尤其是相对加速度易求错，因此选用该方法解题时要注意这一点，以下再选一例。例题2如图3所示，停在光滑水平面上的长木板B，质量M=4kg，在木板水平板面的左端放着物块A，A的质量m=1kg，A、B之间的动摩擦因数μ=0.2，木板的长度l=2m。(取g=10m/s2)（1）用向左的水平恒力F=14N拉木板B，使B由静止开始运动起来，试问：B向左的位移多大时，物块A与木板B分离？FAB图3（2）A、B分离时，它们的瞬时速度各是多大？方向如何？解析（1）对A得方向向左对B得方向向左以B为参考系，研究A取向左为正方向初速度加速度m/s2A相对于B“向右”以相对加速度m/s2做匀加速运动设经t时间A、B分离，则得s在这2s时间内，木板B向左的位移（2）分离时A的速度方向向左B的速度方向向左教师在教学过程中如能在教会学生以地面为参考系，通过画草图、建立物理情景分析问题的基础上，引导学生以木板为参考系，再来分析问题，解决问题。势必对学生的思维的灵活性和拓展性都有较大的提高，从而也激发了学生们的学习积极性和解决困难的决心。