高中物理板块模型经典题目和统一标准答案.doc

2.如图，在光滑水平面上有一质量为m1足够长木板，其上叠放一质量为m2木块。假定木块和木板之间最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化图线中对的是（）3如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到摩擦力A方向向左，大小不变 B方向向左，逐渐减小C方向向右，大小不变 D方向向右，逐渐减小例1一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌水平桌面中央桌布一边与桌AB边重叠，如图已知盘与桌布间动摩擦因数为1，盘与桌面间动摩擦因数为2现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度方向是水平且垂直于AB边若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足条件是什么？（以g表达重力加速度）10.如图所示，一足够长木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦。现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面运动状况为（）A物块先向左运动，再向右运动木板物块拉力B物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D木板和物块速度都逐渐变小，直到为零14.质量为m=1.0 kg小滑块(可视为质点)放在质量为m=3.0 kg长木板右端,木板上表面光滑,木板与地面之间动摩擦因数为=0.2,木板长L=1.0 m开始时两者都处在静止状态,现对木板施加水平向右恒力F=12 N,如图3-12所示,为使小滑块不掉下木板,试求:(g取10 m/s2)(1)水平恒力F作用最长时间;(2)水平恒力F做功最大值.10如图9所示，一足够长木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦现用水平力向右拉木板 ，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面运动状况为()图9A物块先向左运动，再向右运动B物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D木板和物块速度都逐渐变小，直到为零17如图18所示，小车质量M为2.0 kg，与水平地面阻力忽视不计，物体质量m为0.5 kg，物体与小车间动摩擦因数为0.3，则：图18(1)小车在外力作用下以1.2 m/s2加速度向右运动时，物体受摩擦力多大？(2)欲使小车产生a3.5 m/s2加速度，需给小车提供多大水平推力？(3)若要使物体m脱离小车，则至少用多大水平力推小车？(4)若小车长L1 m，静止小车在8.5 N水平推力作用下，物体由车右端向左滑动，则滑离小车需多长时间？(物体m看作质点)16如图所示，木板长L1.6m，质量M4.0kg，上表面光滑，下表面与地面间动摩擦因数为0.4.质量m1.0kg小滑块(视为质点)放在木板右端，开始时木板与物块均处在静止状态，现给木板以向右初速度，取g10m/s2，求：(1)木板所受摩擦力大小；(2)使小滑块不从木板上掉下来，木板初速度最大值17如图所示，质量为m1kg，长为L2.7m平板车，其上表面距离水平地面高度为h0.2m，以速度v04m/s向右做匀速直线运动，A、B是其左右两个端点从某时刻起对平板车施加一种大小为5N水平向左恒力F，并同步将一种小球轻放在平板车上P点(小球可视为质点，放在P点时相对于地面速度为零)，PB.通过一段时间，小球从平板车上脱离后落到地面上不计所有摩擦力，g取10m/s2.求：(1)小球从放到平板车上开始至落到地面所用时间；(2)小球落地瞬间平板车速度13如图所示，有一块木板静止在光滑且足够长水平面上，木板质量M4kg，长L1.4m，木板右端放着一种小滑块小滑块质量为m1kg，其尺寸远不大于L.小滑块与木板间动摩擦因数0.4，g10m/s2.(1)现用恒力F作用于木板M上，为使m能从M上滑落，F大小范畴是多少？(2)其她条件不变，若恒力F22.8N且始终作用于M上，最后使m能从M上滑落，m在M上滑动时间是多少？18如图所示，一块质量为m，长为L均质长木板放在很长光滑水平桌面上，板左端有一质量为m小物体(可视为质点)，物体上连接一根很长细绳，细绳跨过位于桌边定滑轮某人以恒定速度v向下拉绳，物体最多只能到达板中点，已知整个过程中板右端都不会到达桌边定滑轮处试求：(1)当物体刚到达木板中点时木板位移；(2)若木板与桌面之间有摩擦，为使物体能达到板右端，板与桌面之间动摩擦因数应满足什么条件？例1 如图1所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m物块A和木板B，A、B间最大静摩擦力为mg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，求拉力F最大值。变式1 例1中若拉力F作用在A上呢？如图2所示。变式2 在变式1基本上再改为：B与水平面间动摩擦因数为（以为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），使A、B以同一加速度运动，求拉力F最大值。例2 如图3所示，质量M=8kg小车放在光滑水平面上，在小车右端加一水平恒力F，F=8N，当小车速度达到15m/s时，在小车前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg物体，物体与小车间动摩擦因数=02，小车足够长，求物体从放在小车上开始经t=15s通过位移大小。（g取10m/s2）练习1 如图4所示，在水平面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为L=15m木板A和B，A、B间距s=6m，在A最左端静止着一种质量为M=2kg小滑块C，A、B与C之间动摩擦因数为1=02，A、B与水平地面之间动摩擦因数为2=01。最大静摩擦力可以以为等于滑动摩擦力。当前对C施加一种水平向右恒力F=4N，A和C开始运动，通过一段时间A、B相碰，碰后立即达到共同速度，C瞬间速度不变，但A、B并不粘连，求：通过时间t=10s时A、B、C速度分别为多少？（已知重力加速度g=10m/s2）练习2 如图5所示，质量M=1kg木板静止在粗糙水平地面上，木板与地面间动摩擦因数，在木板左端放置一种质量m=1kg、大小可以忽视铁块，铁块与木板间动摩擦因数，取g=10m/s2，试求：（1）若木板长L=1m，在铁块上加一种水平向右恒力F=8N，通过多长时间铁块运动到木板右端？（2）若在铁块上施加一种大小从零开始持续增长水平向右力F，通过度析和计算后，请在图6中画出铁块受到木板摩擦力f2随拉力F大小变化图象。（设木板足够长）2.解析：重要考查摩擦力和牛顿第二定律。木块和木板之间相对静止时，所受摩擦力为静摩擦力。在达到最大静摩擦力前，木块和木板以相似加速度运动，依照牛顿第二定律。木块和木板相对运动时，恒定不变，。因此对的答案是A。3【解析】：考查牛顿运动定律解决连接体问题基本办法，简朴题。对于各种物体构成物体系统，若系统内各个物体具备相似运动状态，应优先选用整体法分析，再采用隔离法求解。取A、B系统整体分析有，a=g，B与A具备共同运动状态，取B为研究对象，由牛顿第二定律有：，物体B做速度方向向右匀减速运动，故而加速度方向向左。例1本题涉及到圆盘和桌布两种运动，先定性分析清晰两者运动大体过程，形成清晰物理情景，再寻找互相间制约关系，是解决这一问题基本思路。x2aL/2xx1桌布桌布从圆盘下抽出过程中，圆盘初速度为零，在水平方向上受桌布对它摩擦力F1=1mg作用，做初速为零匀加速直线运动。桌布从圆盘下抽出后，圆盘由于受到桌面对它摩擦力F2=2mg作用，做匀减速直线运动。设圆盘品质为m，桌长为L，在桌布从圆盘下抽出过程中，盘加速度为a1，则依照牛顿运动定律有1mg=ma1，桌布抽出后，盘在桌面上做匀减速运动，以a2表达加速度大小，有2mg=ma2。设盘刚离开桌布时速度为v1，移动距离为x1，离开桌布后在桌面上再运动距离x2后便停下，则有，盘没有从桌面上掉下条件是，设桌布从盘下抽出所经历时间为t，在这段时间内桌布移动距离为x，有，而，由以上各式解得。10.答：B C解：对于物块，由于运动过程中与木板存在相对滑动，且始终相对木板向左运动，因而木板对物块摩擦力向右，因此物块相对地面向右运动，且速度不断增大，直至相对静止而做匀速直线运动，B对的；撤掉拉力后，对于木板，由作用力与反作用力可知受到物块给它向左摩擦力作用，则木板速度不断减小，直到两者相对静止，而做匀速运动，C对的；由于水平面光滑，因此不会停止，D错误。14.解析:(1)撤力前木板加速,设加速过程位移为x1,加速度为a1,加速运动时间为t1;撤力后木板减速,设减速过程位移为x2,加速度为a2,减速运动时间为t2.由牛顿第二定律得撤力前:F(m+M)g=Ma1(1分)解得(1分)撤力后:(m+M)g=Ma2(1分)解得(1分)(1分)为使小滑块不从木板上掉下,应满足x1+x2L(1分)又a1t1=a2t2(1分)由以上各式可解得t11 s因此水平恒力作用最长时间为1 s.(1分)(2)由上面分析可知,木板在拉力F作用下最大位移(1分)可得F做功最大值(1分)答案:(1)1 s(2)8 J10解析：物块相对于木板滑动，阐明物块加速度不大于木板加速度，撤掉拉力后木板向右速度不不大于物块向右速度，因此它们之间存在滑动摩擦力，使木块向右加速，木板向右减速，直至达到向右相似速度，因此B、C对的答案：BC17解析：(1)m与M间最大静摩擦力F1mg1.5 N，当m与M正好相对滑动时加速度为：F1mam，am m/s23 m/s2，则当a1.2 m/s2时，m未相对滑动，所受摩擦力Fma0.51.2 N0.6 N(2)当a3.5 m/s2时，m与M相对滑动，摩擦力Ffmam0.53 N1.5 N隔离M有FFfMaFFfMa1.5 N2.03.5 N8.5 N(3)当a3 m/s2时m正好要滑动F(Mm)a2.53 N7.5 N(4)当F8.5 N时，a3.5 m/s2a物体3 m/s2a相对(3.53) m/s20.5 m/s2由La相对t2，得t2 s.答案：(1)0.6 N(2)8.5 N(3)7.5 N(4)2 s16答案(1)20N(2)4m/s解析(1)木板与地面间压力大小等于(Mm)g故木板所受摩擦力Ff(Mm)g20N(2)木板加速度a5m/s2滑块静止不动，只要木板位移不大于木板长度，滑块就不掉下来，依照v02ax得v04m/s即木板初速度最大值是4m/s.17答案(1)2.0s(2)6m/s，方向向左解析(1)对平板车施加恒力F后，平板车向右做匀减速直线运动，加速度大小为a5m/s2平板车速度减为零时，向右位移s01.6m20N(2)2s解析(1)小滑块与木块间滑动摩擦力FFNmg.小滑块在滑动摩擦力F作用下向右做匀加速运动加速度a1g4m/s2.木板在拉力F和滑动摩擦力F作用下向右做匀加速运动加速度a2，使m能从A上滑落条件为a2a1，即，解得F(Mm)g20N.(2)设m在M上面滑行时间为t，恒力F22.8N，木板加速度a24.7m/s2，小滑块在时间t内运动位移s1a1t2，木板在时间t内运动位移s2a2t2，又s2s1L，解得t2s.18【解析】(1)m与m相对滑动过程中m做匀速运动，有：vts1m做匀加速运动，有：vts2s1s2L/2联立以上三式解得：s2L/2(2)设m与m之间动摩擦因数为1当桌面光滑时有：mg1ma1v22a1s2由解得：1如果板与桌面有摩擦，由于m与桌面动摩擦因数越大，m越易从右端滑下，因此当m滑到m右端两者刚好共速时该动摩擦因数最小，设为2对m有：ma2mg1(mm)g2ts2v22a2s2对m有：vts1s1s2L联立解得：2因此桌面与板间动摩擦因数例1分析：为防止运动过程中A落后于B（A不受拉力F直接作用，靠A、B间静摩擦力加速），A、B一起加速最大加速度由A决定。解答：物块A能获得最大加速度为：A、B一起加速运动时，拉力F最大值为：变式1解答：木板B能获得最大加速度为：。A、B一起加速运动时，拉力F最大值为：变式2解答：木板B能获得最大加速度为：设A、B一起加速运动时，拉力F最大值为Fm，则： 解得：例2解答：物体放上后先加速：a1=g=2m/s2此时小车加速度为：当小车与物体达到共同速度时：v共=a1t1=v0+a2t1解得：t1=1s ，v共=2m/s后来物体与小车相对静止： （，物体不会落后于小车）物体在t=15s内通过位移为：s=a1t12+v共 （tt1）+ a3（tt1）2=21m练习1解答：假设力F作用后A、C一起加速，则：而A能获得最大加速度为：假设成立在A、C滑行6m过程中：v1=2m/sA、B相碰过程，由动量守恒定律可得：mv1=2mv2 v2=1m/s此后A、C相对滑动：，故C匀速运动；，故AB也匀速运动。设经时间t2，C从A右端滑下：v1t2v2t2=Lt2=15s然后A、B分离，A减速运动直至停止：aA=2g=1m/s2，向左，故t=10s时，vA=0C在B上继续滑动，且C匀速、B加速：aB=a0=1m/s2设经时间t4，CB速度相等：t4=1s此过程中，CB相对位移为：，故C没有从B右端滑下。然后CB一起加速，加速度为a1，加速时间为：故t=10s时，A、B、C速度分别为0，25m/s，25m/s练习2（解答略）答案如下：（1）t=1s（2）当FN时，A、B相对静止且对地静止，f2=F；当2N6N时，A、B发生相对滑动，N画出f2随拉力F大小变化图象如图7所示。