高中物理板块模型习题及答案说课材料
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2024年高三物理二轮常见模型专题板块模型特训目标特训内容目标1高考真题(1T -3T )目标2无外力动力学板块模型(4T -7T )目标3有外力动力学板块模型(8T -12T )目标4利用能量动量观点处理板块模型(13T -17T )目标5电磁场中的块模型(18T -22T )【特训典例】一、高考真题1(2023·全国·统考高考真题)如图,一质量为M 、长为l 的木板静止在光滑水平桌面上,另一质量为m 的小物块(可视为质点)从木板上的左端以速度v 0开始运动。
已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f ,当物块从木板右端离开时()A.木板的动能一定等于flB.木板的动能一定小于flC.物块的动能一定大于12mv 20-fl D.物块的动能一定小于12mv 20-fl 2(2023·辽宁·统考高考真题)如图,质量m 1=1kg 的木板静止在光滑水平地面上,右侧的竖直墙面固定一劲度系数k =20N /m 的轻弹簧,弹簧处于自然状态。
质量m 2=4kg 的小物块以水平向右的速度v 0=54m/s 滑上木板左端,两者共速时木板恰好与弹簧接触。
木板足够长,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
弹簧始终处在弹性限度内,弹簧的弹性势能E p 与形变量x 的关系为E p =12kx 2。
取重力加速度g =10m/s 2,结果可用根式表示。
(1)求木板刚接触弹簧时速度v 1的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离x 1;(2)求木板与弹簧接触以后,物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量x 2及此时木板速度v 2的大小;(3)已知木板向右运动的速度从v 2减小到0所用时间为t 0。
求木板从速度为v 2时到之后与物块加速度首次相同时的过程中,系统因摩擦转化的内能DU (用t 0表示)。
3(2023·河北·高考真题)如图,质量为1kg 的薄木板静置于光滑水平地面上,半径为0.75m 的竖直光滑圆弧轨道固定在地面,轨道底端与木板等高,轨道上端点和圆心连线与水平面成37°角.质量为2kg 的小物块A 以8m/s 的初速度从木板左端水平向右滑行,A 与木板间的动摩擦因数为0.5.当A 到达木板右端时,木板恰好与轨道底端相碰并被锁定,同时A沿圆弧切线方向滑上轨道.待A离开轨道后,可随时解除木板锁定,解除锁定时木板的速度与碰撞前瞬间大小相等、方向相反.已知木板长度为1.3m,g取10m/s2, 10取3.16,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)求木板与轨道底端碰撞前瞬间,物块A和木板的速度大小;(2)求物块A到达圆弧轨道最高点时受到轨道的弹力大小及离开轨道后距地面的最大高度;(3)物块A运动到最大高度时会炸裂成质量比为1:3的物块B和物块C,总质量不变,同时系统动能增加3J,其中一块沿原速度方向运动.为保证B、C之一落在木板上,求从物块A离开轨道到解除木板锁定的时间范围.二、无外力动力学板块模型4如图所示,质量为M的木板B在光滑水平面上以速度v0向右做匀速运动,把质量为m的小滑块A 无初速度地轻放在木板右端,经过一段时间后小滑块恰好从木板的左端滑出,已知小滑块与木板间的动摩擦因数为μ。
板块模型(一)俩小物块1.如图所示,物体A叠放在物体B上,B 置于光滑水平面上。
A,B质量分别为6.0 kg 和2.0 kg,A、B之间的动摩擦因数为0.2。
在物体A上施加水平方向的拉力F,开始时F=10 N,此后逐渐增大,在增大到45N的过程中,以下判断正确的是()A.两物体间始终没有相对运动B.两物体间从受力开始就有相对运动C.当拉力F<12 N时,两物体均保持静止状态D.两物体开始没有相对运动,当F>18 N 时,开始相对滑动2.如图所示,质量为M的木板长为L,木板的两个端点分别为A、B,中点为O,木板置于光滑的水平面上并以v0的水平初速度向右运动。
若把质量为m的小木块(可视为质点)置于木板的B端,小木块的初速度为零,最终小木块随木板一起运动。
小木块与木板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
求:(1)小木块与木板相对静止时,木板运动的速度;(2)小木块与木板间的动摩擦因数μ的取值在什么范围内,才能使木块最终相对于木板静止时位于OA之间。
3.质量M=8 kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平恒力F,F=8 N,当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时,在小车前端轻轻放上一个大小不计,质量为m=2 kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数为0.2,小车足够长,求从小物块放上小车开始,经过t=1.5 s,小物块通过的位移大小为多少?4.光滑水平面上静置质量为M的长木板,质量为m的可视为质点的滑块以初速度v0从木板一端开始沿木板运动.已知M>m,则从滑块开始运动起,滑块、木板运动的v-t 图象可能是( )13.如图甲所示,静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端放着小物块A.某时刻,A受到水平向右的外力F作用,F 随时间t的变化规律如图乙所示,即F=kt,其中k为已知常数.若物体之间的滑动摩擦力的大小等于最大静摩擦力,且A、B的质量相等,则下列图中可以定性地描述长木板B运动的v-t图象的是()(二)传送带5.如图所示,传送带与地面间的倾角为θ=37°,A、B之间的长度为L=16 m,传送带以速率v=10 m/s逆时针运动,在传送带上A 端无初速度地放一个质量为m=0.5 kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,求物体从A端运动到B端需要多长时间?(g 取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)6.现在传送带传送货物已被广泛地应用,如图3-2-7所示为一水平传送带装置示意图。
板块模型经典习题1.如图,在光滑水平面上有一质量为m 1的足够长的木板,其上叠放一质量为m 2的木块。
假定木块和木板之间的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 增大的水平力F=kt (k 是常数),木板和木块加速度的大小分别为a 1和a 2,下列反映a 1和a 2变化的图线中正确的是( ) 2.如图所示,A 、B 两物块叠放在一起,在粗糙的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 受到的摩擦力 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3.一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一边与桌的AB边重合,如图.已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1,盘与桌面间的动摩擦因数为μ2.现突然以恒定加速度a 将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB 边.若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a 满足的条件是什么?(以g 表示重力加速度)4.如图所示,一足够长的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的运动情况为( ) A .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 .木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零5.质量为m =1.0 kg 的小滑块(可视为质点)放在质量为m =3.0 kg 的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.0 m 开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力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/s 2) (1)水平恒力F 作用的最长时间;(2)水平恒力F 做功的最大值.6.如图所示,木板长L =1.6m ,质量M =4.0kg ,上表面光滑,下表面与地面间的动摩擦因数为μ=0.4.质量m =1.0kg 的小滑块(视为质点)放在木板的右端,开始时木板与物块均处于静止状态,现给木板以向右的初速度,取g =10m/s 2,求: (1)木板所受摩擦力的大小;(2)使小滑块不从木板上掉下来,木板初速度的最大值.7. 如图3所示,质量M =8kg 的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒力F ,F =8N ,当小车速度达到1.5m/s 时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m =2kg 的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t =1.5s 通过的位移大小。
高考物理超级模型专题07板块模型学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.如图所示,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块。
假定木块和木板之间的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增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。
下列反映a1和a2变化的图线中正确的是()A.B.C.D.2.如图所示,带负电的物块A放在足够长的不带电的绝缘小车B上,两者均保持静止,置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,在t=0时刻用水平恒力F向左推小车B。
已知地面光滑,A、B接触面粗糙,A所带电荷量保持不变。
关于A、B的v-t图像大致正确的是()A.B.C .D .二、解答题3.物体A 的质量m =1kg ,静止在光滑水平面上的平板车B 的质量为M =0.5kg 、长L =1m 。
某时刻A 以v 0=4m/s 向右的初速度滑上木板B 的上表面,在A 滑上B 的同时,给B 施加一个水平向右的拉力。
忽略物体A 的大小,已知A 与B 之间的动摩擦因数µ=0.2,取重力加速度g =10m/s 2。
试求:(1)若F =5N ,物体A 在小车上运动时相对小车滑行的最大距离;(2)如果要使A 不至于从B 上滑落,拉力F 大小应满足的条件。
4.如图,两个滑块A 和B 的质量分别为A 1kg m =和B 5kg m =,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为10.5μ=;木板的质量为4kg m =,与地面间的动摩擦因数为20.1μ=。
某时刻A 、B 两滑块开始相向滑动,初速度大小均为0=3m/s v 。
A 、B 相遇时,A 与木板恰好相对静止。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小2=10m /s g 。
求:(1)B 与木板相对静止时,木板的速度;(2)A 、B 开始运动时,两者之间的距离。
板块模型经典习题1。
如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块。
假定木块和木板之间的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增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2,下列反映a1和a2变化的图线中正确的是()2.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的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受到的摩擦力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3.一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一边与桌的AB边重合,如图.已知盘与桌布间的动摩擦因数为1,盘与桌面间的动摩擦因数为2.现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB边.若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?(以g表示重力加速度)4.如图所示,一足够长的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的运动情况为( )A.物块先向左运动,再向右运动ArrayB.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.木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零5。
质量为m=1。
0 kg的小滑块(可视为质点)放在质量为m=3.0 kg的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1。
0 m开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力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作用的最长时间;(2)水平恒力F做功的最大值.6.如图所示,木板长L=1。
6m,质量M=4。
0kg,上表面光滑,下表面与地面间的动摩擦因数为μ=0.4。
高中物理板块模型经典题目和答案2.如图,在光滑水平面上有一质量为m 1的足够长的木板,其上叠放一质量为m 2的木块。
假定木块和木板之间的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 增大的水平力F=kt (k 是常数),木板和木块加速度的大小分别为a 1和a 2,下列反映a 1和a 2变化的图线中正确的是( )3.如图所示,A 、B 两物块叠放在一起,在粗糙的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 受到的摩擦力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,位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一边与桌的AB 边重合,如图.已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1,盘与桌面间的动摩擦因数为μ2.现突然以恒定加速度a 将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB 边.若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a 满足的条件是什么?(以g 表示重力加速度)10.如图所示,一足够长的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的运动情况为( ) A .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 .木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零木板物块 拉力14.质量为m=1.0 kg的小滑块(可视为质点)放在质量为m=3.0 kg的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.0 m开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力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作用的最长时间;(2)水平恒力F做功的最大值.10.如图9所示,一足够长的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的运动情况为()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.木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零17.如图18所示,小车质量M为2.0 kg,与水平地面阻力忽略不计,物体质量m为0.5 kg,物体与小车间的动摩擦因数为0.3,则:图18(1)小车在外力作用下以1.2 m/s2的加速度向右运动时,物体受摩擦力多大?(2)欲使小车产生a=3.5 m/s2的加速度,需给小车提供多大的水平推力?(3)若要使物体m脱离小车,则至少用多大的水平力推小车?(4)若小车长L=1 m,静止小车在8.5 N水平推力作用下,物体由车的右端向左滑动,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L=1.6m,质量M=4.0kg,上表面光滑,下表面与地面间的动摩擦因数为μ=0.4.质量m=1.0kg的小滑块(视为质点)放在木板的右端,开始时木板与物块均处于静止状态,现给木板以向右的初速度,取g=10m/s2,求:(1)木板所受摩擦力的大小;(2)使小滑块不从木板上掉下来,木板初速度的最大值.17.如图所示,质量为m=1kg,长为L=2.7m的平板车,其上表面距离水平地面的高度为h=0.2m,以速度v0=4m/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个大小为5N的水平向左的恒力F,并同时将一个小球轻放在平板车上的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),PB=.经过一段时间,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的时间;(2)小球落地瞬间平板车的速度.13.如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量M=4kg,长L=1.4m,木板右端放着一个小滑块.小滑块质量为m=1kg,其尺寸远小于L.小滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,g=10m/s2.(1)现用恒力F作用于木板M上,为使m能从M上滑落,F的大小范围是多少?(2)其他条件不变,若恒力F=22.8N且始终作用于M上,最终使m能从M上滑落,m在M上滑动的时间是多少?18.如图所示,一块质量为m,长为L的均质长木板放在很长的光滑水平桌面上,板的左端有一质量为m′的小物体(可视为质点),物体上连接一根很长的细绳,细绳跨过位于桌边的定滑轮.某人以恒定的速度v向下拉绳,物体最多只能到达板的中点,已知整个过程中板的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的位移;(2)若木板与桌面之间有摩擦,为使物体能达到板的右端,板与桌面之间的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的物块A和木板B,A、B间的最大静摩擦力为μmg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。
板块模型经典习题1.如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块。
假定木块和木板之间的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增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2,下列反映a1和a2变化的图线中正确的是()2.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的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受到的摩擦力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3.一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一边与桌的AB边重合,如图.已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1,盘与桌面间的动摩擦因数为μ2.现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB边.若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?(以g表示重力加速度)4.如图所示,一足够长的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的运动情况为()A.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.木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零木板物块拉力5.质量为m=1.0 kg的小滑块(可视为质点)放在质量为m=3.0 kg的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.0 m开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力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作用的最长时间;(2)水平恒力F做功的最大值.6.如图所示,木板长L=1.6m,质量M=4.0kg,上表面光滑,下表面与地面间的动摩擦因数为μ=0.4.质量m=1.0kg的小滑块(视为质点)放在木板的右端,开始时木板与物块均处于静止状态,现给木板以向右的初速度,取g=10m/s2,求:(1)木板所受摩擦力的大小;(2)使小滑块不从木板上掉下来,木板初速度的最大值.7. 如图3所示,质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒力F,F=8N,当小车速度达到1.5m/s时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小。
大题板块模型板块模型涉及相互作用的两个物体间的相对运动、涉及摩擦力突变以及功能、动量的转移转化。
情境素材丰富多变考察角度广泛,备受高考命题人的青睐,在历年高考中都有体现多以压轴题的形式出现,所以在备考中要引起高度重视,并要加大训练提升分析此类问题的解答水平。
动力学方法解决板块问题1如图甲所示,质量m =1kg 的小物块A (可视为质点)放在长L =4.5m 的木板B 的右端,开始时A 、B 两叠加体静止于水平地面上。
现用一水平向右的力F 作用在木板B 上,通过传感器测出A 、B 两物体的加速度与外力F 的变化关系如图乙所示。
已知A 、B 两物体与地面之间的动摩擦因数相等,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g 取10m/s 2。
求:(1)A 、B 间的动摩擦因数μ1;(2)乙图中F 0的值;(3)若开始时对B 施加水平向右的恒力F =29N ,同时给A 水平向左的初速度v 0=4m/s ,则在t =3s 时A 与B 的左端相距多远。
【三步审题】第一步:审条件挖隐含(1)当F >F 0时B 相对地面滑动,F 0的值为B 与地面间的最大静摩擦力大小(2)当F 0<F ≤25N 时,A 与B 一起加速运动,A 与B 间的摩擦力为静摩擦力(3)当F >25N 时,A 与B 有相对运动,A 在B 的动摩擦力作用下加速度不变第二步:审情景建模型(1)A 与B 间相互作用:板块模型(2)A 与B 的运动:匀变速直线运动第三步:审过程选规律(1)运用牛顿运动定律找加速度与摩擦力(动摩擦因数)的关系,并分析a -F 图像的物理意义(2)用匀变速运动的规律分析A 与B 运动的位移【答案】 (1)0.4 (2)5N (3)22.5m【解析】 (1)由题图乙知,当A 、B 间相对滑动时A 的加速度a 1=4m/s 2对A 由牛顿第二定律有μ1mg =ma 1得μ1=0.4。
(2)设A、B与水平地面间的动摩擦因数为μ2,B的质量为M。
板块模型经典习题1.如图,在光滑水平面上有一质量为m 1的足够长的木板,其上叠放一质量为m 2的木块。
假定木块和木板之间的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 增大的水平力F=kt (k 是常数),木板和木块加速度的大小分别为a 1和a 2,下列反映a 1和a 2变化的图线中正确的是( )2.如图所示,A 、B 两物块叠放在一起,在粗糙的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 受到的摩擦力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3.一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一边与桌的AB 边重合,如图.已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1,盘与桌面间的动摩擦因数为μ2.现突然以恒定加速度a 将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB 边.若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a 满足的条件是什么?(以g 表示重力加速度)4.如图所示,一足够长的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的运动情况为( ) A .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 .木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零5.质量为m=1.0 kg的小滑块(可视为质点)放在质量为m=3.0 kg的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.0 m开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力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作用的最长时间;(2)水平恒力F做功的最大值.6.如图所示,木板长L=1.6m,质量M=4.0kg,上表面光滑,下表面与地面间的动摩擦因数为μ=0.4.质量m=1.0kg的小滑块(视为质点)放在木板的右端,开始时木板与物块均处于静止状态,现给木板以向右的初速度,取g=10m/s2,求:(1)木板所受摩擦力的大小;(2)使小滑块不从木板上掉下来,木板初速度的最大值.7. 如图3所示,质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒力F,F=8N,当小车速度达到1.5m/s时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小。
1.(8分)如图19所示,长度L = 1.0 m 的长木板A 静止在水平地面上,A 的质量m 1 = 1.0 kg ,A 与水平地面之间的动摩擦因数μ1 = 0.04.在A 的右端有一个小物块B (可视为质点).现猛击A 左侧,使A 瞬间获得水平向右的速度υ0 =2.0 m/s .B 的质量m 2 = 1.0 kg ,A 与B 之间的动摩擦因数μ2 = 0.16.取重力加速度g = 10 m/s 2.(1)求B 在A 上相对A 滑行的最远距离;(2)若只改变物理量υ0、μ2中的一个,使B 刚好从A 上滑下.请求出改变后该物理量的数值(只要求出一个即可).2、(8分)如图13所示,如图所示,水平地面上一个质量M=4.0kg 、长度L=2.0m 的木板,在F=8.0N 的水平拉力作用下,以v 0=2.0m/s 的速度向右做匀速直线运动.某时刻将质量m=1.0kg 的物块(物块可视为质点)轻放在木板最右端.(g=10m/s 2)(1)若物块与木板间无摩擦,求物块离开木板所需的时间;(保留二位有效数字)(2)若物块与木板间有摩擦,且物块与木板间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦因数相等,求将物块放在木板上后,经过多长时间木板停止运动。
3.(2009春会考)(8分)如图15所示,光滑水平面上有一块木板,质量M = 1.0 kg ,长度L = 1.0 m .在木板的最左端有一个小滑块(可视为质点),质量m = 1.0 kg .小滑块与木板之间的动摩擦因数μ = 0.30.开始时它们都处于静止状态.某时刻起对小滑块施加一个F = 8.0 N 水平向右的恒力,此后小滑块将相对木板滑动.(1)求小滑块离开木板时的速度;(2)假设只改变M 、m 、μ、F 中一个物理量的大小,使得小滑块速度总是木板速度的2倍,请你通过计算确定改变后的那个物理量的数值(只要提出一种方案即可).BAv 0 L图19 M F图154.(2009夏)(8分)如图15所示,水平桌面到地面的高度h = 0.8 m. 质量m = 0.2 kg 的小物块(可以看作质点)放在桌面A 端. 现对小物块施加一个F =0.8 N 的水平向右的恒力,小物块从静止开始运动. 当它经过桌面上的B 点时撤去力F ,一段时间后小物块从桌面上的C 端飞出,最后落在水平地面上. 已知AB = BC = 0.5 m ,小物块在A 、B 间运动时与桌面间的动摩擦因数μ1 = 0.2,在B 、C 间运动时与桌面间的动摩擦因数μ2 = 0.1.(1)求小物块落地点与桌面C 端的水平距离;(2)某同学作出了如下判断:若仅改变AB 段的长度而保持BC 段的长度不变,或仅改变BC 段的长度而保持AB 段的 长度不变,都可以使小物块落地点与桌面C 端 的水平距离变为原来的2倍. 请你通过计算说明 这位同学的判断是否正确.5.(2010春) 如图14所示,光滑水平面上有一木板槽(两侧挡板厚度忽略不计),质量M=2.0kg ,槽的长度L=2.0m ,在木板槽的最左端有一个小滑块(可视为质点),质量m=1.0kg ,小滑块与木板槽之间的动摩擦因数20.01=μ. 开始时它们都处于静止状态,某时刻起对木板槽施加一个F=10.0N 水平向左的恒力,此后小滑块将相对木板槽滑动。
板块模型习题答案[例1] 如图所示,质量为M =4 kg 的木板长L =1.4 m ,静止放在光滑的水平地面上,其右端静置一质量为m =1 kg 的小滑块(可视为质点),小滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,今用水平力F =28 N 向右拉木板。
要使小滑块从木板上掉下来,力F 作用的时间至少要多长?(不计空气阻力,取g =10 m/s 2)[解析] 设t 1时刻撤掉力F ,此时滑块的速度为v 2,木板的速度为v 1,t 2时刻木板与滑块达到最终速度v 3,如图所示阴影部分的面积为板长L ,则在0~t 1的过程中,由牛顿第二定律有对滑块:μmg =ma 2,v 2=a 2t 1对木板:F -μmg =Ma 1,v 1=a 1t 1撤去力F 后,木板的加速度变为a 3,则μmg =Ma 3由v -t 图像知L =12(v 1-v 2)t 1+12(v 1-v 2)(t 2-t 1)=12(v 1-v 2)t 2 t 2时刻木板与滑块速度相等,即v 1-a 3(t 2-t 1)=v 2+a 2(t 2-t 1)联立可得t 1=1 s 。
[答案] 1 s[例2] 下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。
某地有一倾角为θ=37°⎝⎛⎭⎫sin 37°=35的山坡C ,上面有一质量为m 的石板B ,其上下表面与斜坡平行;B 上有一碎石堆A (含有大量泥土),A 和B 均处于静止状态,如图所示。
假设某次暴雨中,A 浸透雨水后总质量也为m (可视为质量不变的滑块),在极短时间内,A 、B 间的动摩擦因数μ1减小为38,B 、C 间的动摩擦因数μ2减小为0.5,A 、B 开始运动,此时刻为计时起点;在第2 s 末,B 的上表面突然变为光滑,μ2保持不变。
已知A 开始运动时,A 离B 下边缘的距离l =27 m ,C 足够长,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
取重力加速度大小g =10 m/s 2。
板块模型
(一)俩小物块
1.如图所示,物体A叠放在物体B上,B 置于光滑水平面上。
A,B质量分别为6.0 kg 和2.0 kg,A、B之间的动摩擦因数为0.2。
在物体A上施加水平方向的拉力F,开始时F=10 N,此后逐渐增大,在增大到45N的过程中,以下判断正确的是()A.两物体间始终没有相对运动
B.两物体间从受力开始就有相对运动C.当拉力F<12 N时,两物体均保持静止状态
D.两物体开始没有相对运动,当F>18 N 时,开始相对滑动
2.如图所示,质量为M的木板长为L,木板的两个端点分别为A、B,中点为O,木板置于光滑的水平面上并以v0的水平初速度向右运动。
若把质量为m的小木块(可视为质点)置于木板的B端,小木块的初速度为零,最终小木块随木板一起运动。
小木块与木板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
求:
(1)小木块与木板相对静止时,木板运动的速度;
(2)小木块与木板间的动摩擦因数μ的取值在什么范围内,才能使木块最终相对于木板静止时位于OA之间。
3.质量M=8 kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平恒力F,F=8 N,当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时,在小车前端轻轻放上一个大小不计,质量为m=2 kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数为0.2,小车足够长,求从小物块放上小车开始,经过t=1.5 s,小物块通过的位移大小为多少?
4.光滑水平面上静置质量为M的长木板,质量为m的可视为质点的滑块以初速度v0从木板一端开始沿木板运动.已知M>m,则从滑块开始运动起,滑块、木板运动的v-t 图象可能是( )
13.如图甲所示,静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端放着小物块A.某时刻,A受到水平向右的外力F作用,F 随时间t的变化规律如图乙所示,即F=kt,其中k为已知常数.若物体之间的滑动摩擦
力的大小等于最大静摩擦力,且A、B
的质量相等,则下列图中可以定性地描述长木板B运动的v-t图象的是()
(二)传送带
5.如图所示,传送带与地面间的倾角为θ=37°,A、B之间的长度为L=16 m,传送带以速率v=10 m/s逆时针运动,在传送带上A 端无初速度地放一个质量为m=0.5 kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,求物体从A端运动到B端需要多长时间?(g 取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
6.现在传送带传送货物已被广泛地应用,如图3-2-7所示为一水平传送带装置示意图。
紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v=1 m/s运行,一质量为m=4 kg的物体被无初速度地放在A处,传送带对物体的滑动摩擦力使物体开始做匀加速直线运动,随后物体又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。
设物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,A、B间的距离L=2 m,g取10 m/s2。
(1)求物体刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小;
(2)求物体做匀加速直线运动的时间;
(3)如果提高传送带的运行速率,物体就能被较快地传送到B处,求物体从A处传送到B 处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。
7.如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行.初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平面上的A处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图象(以地面为参考系)如图乙所示.已知v2>v1.则()
A.t2时刻,小物块离A处的距离达到最大
B.t1时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C.t2-t3时间内,小物块受到的摩擦力方向向右
D.0-t2时间内,小物块受到摩擦力的大小和方向都不变
8.负重奔跑是体能训练的常用方式之一,如图所示的装置是运动员负重奔跑的跑步机.已知运动员质量为m1,绳拴在腰间沿水平方向跨过定滑轮(不计滑轮摩擦、质量)悬挂质量为m2的重物,人用力向后蹬,使传送带沿顺时针方向转动,下面说法正确的是()
A.若m2静止不动,运动员对传送带的摩擦力大小为m1g
B.若m2静止不动,传送带转动越快,运动员对传送带的摩擦力也越大
C.若m2匀速上升时,上升速度越大,运动员对传送带的摩擦力也越大
D.若m2匀加速上升时,m1越大,运动员对传送带的摩擦力也越大
(三)斜面
9.如图所示,物体B叠放在物体A上,A、B 的质量均为m,且上、下表面均与斜面平行,它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C 匀速下滑,则()
A.A、B间没有摩擦力
B.A受到B施加的静摩擦力方向沿斜面向上C.A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsinθD.A与B间的动摩擦因数为μ=tanθ
10.如图,物体P静止于固定的斜面上,P的上表面水平.现把物体Q轻轻地叠放在P 上,则()
A.P向下滑动
B.P静止不动
C.P所受的合外力增大
D.P与斜面间的静摩擦力增大
11.如图所示,物体m通过定滑轮牵引另一水平面上的物体沿斜面匀速下滑,此过程中斜面仍静止,斜面质量为M,则水平地面对斜面体()
A.无摩擦力
B.有水平向右的摩擦力
C.支持力为(M+m)g
D.支持力小于(M+m)g 12.物体静止于一斜面上,如图所示,则下述说法不正确的是()
A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力
C.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力
D.物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
板块模型答案
1. A
2. (1)
0+M
v M m
(2))(20m M gL Mv +≥ μ ≥)
(220
m M gL Mv +
3. 2.1 m. 4. AC 5. 2s
6. (1)4 N 1 m/s 2 (2)1 s (3)2 s 2 m/s 7. D 8. C 9. D 10. BD 11. B 12. ACD 13. B。