滑块—木板:谁走得更远?

在同一段摩擦过程中,同时盯住“对地位移”和“相对位移”。

水平光滑地面

运动过程

调节参数后点击“开始运动”。红色虚线记录滑块对地走过的路;木板右端紫线是滑块可能触及的端缘。

起点
右端缘
滑块速度
滑块加速度
滑块摩擦力
木板速度
木板加速度
木板摩擦力
−2 米0 米2 米
滑块对地位移0.00 米
木板对地位移0.00 米
相对位移 x滑块 − x木板0.00 米
滑块速度0.00 米/秒
木板速度0.00 米/秒
相对速度0.00 米/秒
滑块加速度0.00 米/秒²
木板加速度0.00 米/秒²
达到共速所需时间0.00 秒
准备就绪:滑块相对木板向右滑动,滑块受向左的滑动摩擦力,木板受向右的滑动摩擦力。

先看方向,再写公式

  • 仍在相对滑动时,摩擦力大小是 μmg。它总是阻碍接触面之间的相对滑动。
  • 滑块向右“蹭”木板,所以滑块受摩擦力向左;木板受摩擦力向右。
  • 若还没碰到端缘,两者会在同一时刻达到共速。此后本模型里没有其他水平外力,摩擦力变为零。

别把两个“位移”混在一起

画面里红色滑块和棕色木板都在向右;但“滑块相对木板移动了多远”,不是只看滑块对地走过的距离。

相对位移 = 滑块对地位移 − 木板对地位移

当紫色端缘先被触及,说明相对位移已经达到可用板长;这里停在临界状态,不讨论之后的碰撞。