高中物理板块模型经典题目和问题详解

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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

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9

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

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;

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

v 0=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 =L

3

.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/s 2.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/s 2

.

(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。

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的基础上再改为:B与水平面间的动摩擦因数为(认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的最大值。

例2 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。(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=1.5m的木板A和B,A、B间距s=6m,在A的最左端静止着一个质量为M=2kg的小滑块C,A、B与C之间的动摩擦因数为μ1=0.2,A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1。最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现在对C施加一个水平向右的恒力F=4N,A和C开始运动,经过一段时间A、B相碰,碰后立刻达到共同速度,C瞬间速度不变,但A、B并不粘连,求:经过时间t=10s时A、B、C的速度分别为多少?(已知重力加速度g=10m/s2)