《板塊模型》老師版

1、板塊模型專(zhuān)題題一：如圖所示，物體A疊放在物體B上，B置于光滑水平面上。A B質(zhì)量分別為6.0 kg和2.0 kg , 4 B之間的動(dòng)摩 擦因數(shù)為0.2o在物體A上施加水平方向的拉力F,開(kāi)始時(shí)F=10 N,此后逐漸增大，在增大到45N的過(guò)程中，以下判斷 正確兩物體間始終沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的 兩物體間從受力開(kāi)始就有相對(duì)運(yùn)動(dòng)當(dāng)拉力FV12N時(shí)，兩物體均保持靜止?fàn)顟B(tài)兩物體開(kāi)始沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)F 是18 N時(shí)，開(kāi)始相對(duì)滑動(dòng)（質(zhì)量 M= 1.0 kg,長(zhǎng)度 L = 1.0,質(zhì)量m = 1.0 kg .小滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)F =8.0 N水平向右的恒力，此F中一個(gè)物理量的大小，使得小滑塊速度總是木板速A.

2、B. 中占IC. 八的小木塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）置于木板的 B端，小木塊的初速度為零，最終小木塊 隨木板一起運(yùn)動(dòng)。小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1,重力加速度為g。求：A廠(chǎng)B V。MIOL （1）小木塊與木板相對(duì)靜止時(shí)，木板運(yùn)動(dòng)的速度；（2）小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)1的取值在什么范圍內(nèi)，才能使木塊最終相對(duì)于木板靜止時(shí)位于OA之間。題四：質(zhì)量M=8kg的小車(chē)放在水平光滑的平面上，在小車(chē)左端加一水平恒力F,F=8 N,當(dāng)小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到1.5 m/s時(shí)，在小車(chē)前端輕輕放上一個(gè)大小題一：A 題二：令 F=9N題三:1) M1 ) VoM丄mMVoc 1 cl (M - ml2MVo2gL (M m)

3、題四:不計(jì)，質(zhì)量為5車(chē)蠻鬻鑑蠶豐鷲賈0.2,小車(chē)足夠長(zhǎng),板塊模型求從小物塊放上小2.1 m.一.解答題（共5小題）1.（2014?河西區(qū)一模）M=8kg的小車(chē)放在水平光滑的平而上，在小車(chē)左端加一水平推 力F=8N,當(dāng)小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到的小15m/s時(shí)，在小車(chē)前端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì)，物塊與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,小車(chē)足夠長(zhǎng).求：小物塊剛放上小車(chē)時(shí)，小物塊及小車(chē)的加速度各為多大？經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間兩者達(dá)到相同如圖所示，質(zhì)量質(zhì)量為m=2kg物塊,（1的速度？從小物塊放上小車(chē)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)t=1.5s小物塊通過(guò)的位移大小為多少？（取2. （2014?河西區(qū)二模）物體A的質(zhì)量M=1kg,靜止在光滑水平而

4、上的平板車(chē)L=1m. 某時(shí)刻A以vo=4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面，在A滑上 水平向右的拉力.忽 略物體A的大小，己知A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 求：(22g=10m/s ）.B的質(zhì)量為m=0.5kg、長(zhǎng)B的同時(shí)，給B施加一個(gè)（1=0.2,取重力加速度g=10m/.試（1）若F=5N,物體A在小車(chē)上運(yùn)動(dòng)時(shí)相對(duì)小車(chē)滑行的最大距離;（2）如果要使A不至于從B上滑落，拉力F大小應(yīng)滿(mǎn)足的條件.D.題二：如圖所示，光滑水平面上有一塊木板，m在木板的最左端有一個(gè)小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）1 = 0.30 .開(kāi)始時(shí)它們都處于靜止?fàn)顟B(tài).某時(shí)刻起對(duì)小滑塊施加一個(gè)后小滑塊將相對(duì)木板滑動(dòng).假設(shè)只改變M m 1、 度

5、的2倍，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算確定改變后的那個(gè)物理量的數(shù)值（只要提出一種方案即可）。題三：如圖所示，質(zhì)量為M的木板長(zhǎng)為L(zhǎng),木板的兩個(gè)端點(diǎn)分別為A、B,為O,木板置于光滑的水平面上并以 V。的水平 初速度向右運(yùn)動(dòng)。若把質(zhì)量為3. (2013?廣陵區(qū)校級(jí)學(xué)業(yè)考試)如圖所示，一質(zhì)量M=50kg、長(zhǎng)L=3m的平板車(chē)靜止在光滑的水平地面上，平板車(chē)上表而距地面的高度h=1.8m . 一質(zhì)量0kg可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊，以v=7.5m/s的初速度從左端滑上平板車(chē)，滑塊與平板車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.5,取g=1 Om/s木板和木塊運(yùn)動(dòng)的加速度是多大？ 若在木板的B端到達(dá)距右方距離為L(zhǎng)的P點(diǎn)前，木塊能從木板上滑出，則水平向右的

6、恒力F應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?.(1) 分別求出滑塊在平板車(chē)上滑行時(shí)，滑塊與平板車(chē)的加速度大?。?2) 判斷滑塊能否從平板車(chē)的右端滑出若能，求滑塊落地時(shí)與平板車(chē)右端間的水平距離；若不能，試確定滑塊最終相對(duì) 于平板車(chē)靜止時(shí)與平板車(chē)右端的距離.4. (2012?如皋市校級(jí)模擬)如圖所示，長(zhǎng)L=1.5m,高h(yuǎn)=0.45m,質(zhì)量M=10kg的長(zhǎng)方體木箱，在水平面上向右做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)當(dāng)木箱的速度vo=3.6m/s時(shí)，對(duì)木箱施加一個(gè)方向水平向左的恒力F=50N,并同時(shí)將一個(gè)質(zhì)量m=1kg的小球輕放在距木箱右端 丄的P點(diǎn)(小球可視為質(zhì)點(diǎn)，放在P點(diǎn)時(shí)相對(duì)于地面的3速度為零)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，小球脫離木箱落到地面.木箱與地而

7、的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,其他摩擦均不計(jì).取，求：(1) 小球從離開(kāi)木箱開(kāi)始至落到地面所用的時(shí)間；(2) 小球放上P點(diǎn)后，木箱向右運(yùn)動(dòng)的最大位移；(3) 小球離開(kāi)木箱時(shí)木箱的速度.5. (2012?四會(huì)市校級(jí)二模)光滑水平面上有一質(zhì)量為M、長(zhǎng) 度為L(zhǎng)的木板AB,在木板的中點(diǎn)有一質(zhì)量為m的小木塊，木板上表面是粗糙的，它與木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為匕開(kāi)始時(shí)兩者均處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)在木板的B端加一個(gè)水平向右的恒力F,則：2a= =0.8m/sM+ir這0.5s內(nèi)的位移:S2=Vt+ 丄所以通過(guò)的總位移at* 2 3=1.1m2s=si+s2=2.1m 板塊模型高中物理參考答案與試題解析解答題(共5小題)1 .考

8、點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系；勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系.專(zhuān)題：壓軸題；牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專(zhuān)題.分析：(1)對(duì)車(chē)和物體受力分析，由牛頓第二定律可以求得加速度的大小；(2 )車(chē)和物體都做加速運(yùn)動(dòng)，由速度公式可以求得兩者達(dá)到相同速度時(shí)的時(shí)間；(3) 分析物體和車(chē)的運(yùn)動(dòng)的過(guò)程可以知道，車(chē)的運(yùn)動(dòng)可以分為兩個(gè)過(guò)程，利用位移公式分別求得兩個(gè)過(guò)程 的位移，即可求得總位移的大小.點(diǎn)評(píng)：木題考查了牛頓第二定律和勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，對(duì)物體受力分析，確定物體的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，在根 據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)求解即可.2.考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系；勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移

9、與時(shí)間的關(guān)系.專(zhuān)題：壓軸題；牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專(zhuān)題.分析：首先分析物體A和車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況：A相對(duì)于地做勻減速運(yùn)動(dòng)，車(chē)相對(duì)于地做勻加速運(yùn)動(dòng).開(kāi)始階段，A的速度大于車(chē)的速度，則A相對(duì)于車(chē)向右滑行，當(dāng)兩者速度相等后，A相對(duì)于車(chē)靜 止，則當(dāng)兩者速度相等時(shí)，物體A在小車(chē)上運(yùn)動(dòng)時(shí)相對(duì)小車(chē)滑行的最大距離.由牛頓第二定律和運(yùn) 動(dòng)學(xué)公式結(jié)合，以及速度相等的條件，分別求岀A與車(chē)相對(duì)于地的位移，兩者之差等于A在小車(chē)上運(yùn)動(dòng)時(shí)相對(duì)小車(chē)滑行的最大距離.要使A不從B上滑落，是指既不能從B的右端滑落，也不能左端滑落物體A不從右端滑落的臨界條件是A到達(dá)B的右端時(shí)，A、B具有共同的速度，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng) 學(xué)公式結(jié)合，以及速度相

10、等的條件，可求出此時(shí)F,為F的最小值.物體A不從左端滑落的臨界條件是A到達(dá)B的左端時(shí)，A、B具有共同的速度，可求出此時(shí)F的最大值，綜合得到F的范圍.解答：解：物體A滑上木板B以后，作勻減速運(yùn)動(dòng)，有AMlg=MaA得aA二用=2 m/s木板B作加速運(yùn)動(dòng)，有F+ (JMg=ma B,得：aB=14 m/s兩者速度相同時(shí)，有V。-aAt=aBt,得：|： amt= u+aMt W： t=1s所以速度相同時(shí)用的時(shí)間為1s.t=0.25sA滑行距離:B滑行距離：SB -=m2B 16最大距離：zA s=Sa - SB=0.5m(2)物體A不滑落的臨界條件是A到達(dá)B的右端時(shí)，A、B具有共同的速度vi.由、

11、式，可得：aB=6m/sF=maB-兇g=1N若FV1N,則A滑到B的右端時(shí)，速度仍大于B的速度，于是將從B上滑落，所以F必須大于等于1N.當(dāng)F較大時(shí)，在A到達(dá)B的右端之前，就與B具有相同的速度，之后，A必須相對(duì)B靜止，才不會(huì)從B的左端滑落.即有：F=(fn+M ) a, pMg=ma 所以：F=3N若F大于3N, A就會(huì)相對(duì)B向左滑下.綜上：力F應(yīng)滿(mǎn)足的條件是：1N寸WN答：(1 )若F=5N,物體A在小車(chē)上運(yùn)動(dòng)時(shí)相對(duì)小車(chē)滑行的最大距離為0.5m.(2)要使A不至于從B上滑落，拉力F大小應(yīng)滿(mǎn)足的條件是1N才WN點(diǎn)評(píng)：牛頓定律和運(yùn)動(dòng)公式結(jié)合是解決力學(xué)問(wèn)題的基本方法，這類(lèi)問(wèn)題的基礎(chǔ)是分析物體的受

12、力情況和運(yùn)動(dòng)情況，難點(diǎn)在于分析臨界狀態(tài)，挖掘隱含的臨界條件.3.考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系；勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系；平拋 運(yùn)動(dòng).專(zhuān)題：壓軸題.分析：(1)分別對(duì)滑塊和平板車(chē)進(jìn)行受力分析，它們都只受到滑動(dòng)摩擦力的作用，根據(jù)牛頓第二定律求出各自加速度；(2)滑塊做勻減速運(yùn)動(dòng)，平板車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們速度相等時(shí)一起向右做勻速運(yùn)動(dòng)，所以當(dāng)他 們速度相等時(shí)沒(méi)有滑下就不會(huì)滑下了，若不能滑下，最終相對(duì)于平板車(chē)靜止時(shí)它們速度相等，滑塊 與平板車(chē)右端的距離即為兩者的位移差；若能滑下，滑下后滑塊做平拋運(yùn)動(dòng)，平板車(chē)做運(yùn)動(dòng)直線(xiàn)運(yùn) 動(dòng)，滑塊最終相對(duì)于平板車(chē)靜止時(shí)與平板車(chē)右端的距離為

13、兩者水平距離之差.解答：解：d )對(duì)滑塊，(img=mai, a (=用=5m/s2LI TnE 對(duì)平板車(chē)，gg=Ma2, 7-(2)設(shè)經(jīng)過(guò)t時(shí)間滑塊從平板車(chē)上滑出.1 2x 塊 1 x 車(chē) 1 =L二 tl=0.5s 或 2s因?yàn)?.5S時(shí)己經(jīng)滑到右側(cè)，故2S舍去.此時(shí),v塊仁vo- aiti=5m/s, v車(chē)仁a2ti=0.5m/s；所以，滑塊能從平板車(chē)的右端滑 岀.在滑塊平拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，h二t2=o.6s.Ax=x塊2-X車(chē)2=V塊2t2- V車(chē)2t2=2.7m答：(1 )滑塊在平板車(chē)上滑行時(shí)，滑塊的加速度大小為5m/s2,平板車(chē)的加速度大小為1 m/s2； (2)滑塊能從平板車(chē)的右端

14、滑出，滑塊最終相對(duì)于平板車(chē)靜止時(shí)與平板車(chē)右端的距離為2.7m.點(diǎn)評(píng):該題是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的典型例題，要認(rèn)真分析兩個(gè)物體的受力情況，正確判斷兩物體的運(yùn)動(dòng)情況，要清楚 能否滑下的臨界條件是兩者速度相等時(shí)能否滑下，兩者間的距離可根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式 求解，難度適中.考點(diǎn):牛頓第二定律；勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系；勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系；自由落體運(yùn)動(dòng).專(zhuān)題:分析:解答:壓軸題；牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專(zhuān)題.(1)小球離開(kāi)木箱后做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系可以求得時(shí)間；(2) 對(duì)木箱受力分析，求出加速度，可以根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系公式和位移時(shí)間關(guān)系公 和時(shí)間；(3) 先對(duì)木箱受力分析，根據(jù)牛頓第

15、二定律求得加速度，然后可以先根據(jù)位移時(shí)間 間，再根據(jù)速度時(shí)間公式求末速度，也可以直接根據(jù)速度位移關(guān)系公式求末速度.解：(1 )木箱上表而的摩擦不計(jì)，因此小球在離開(kāi)木箱前相對(duì)地面處于靜止?fàn)顟B(tài)，離 由落體運(yùn)動(dòng).式分別求出位移關(guān)系公式求得時(shí)開(kāi)木箱后將作自出gt2小球從離開(kāi)木箱開(kāi)始至落到地而所用的時(shí)間為(2) 小球放到木箱后，木箱的加速度為：木箱向右運(yùn)動(dòng)的最大位移為：小球放上P點(diǎn)后，木箱向右運(yùn)動(dòng)的最大位移為(3) xi小于1 m,所以小球不會(huì)從木箱的左端掉下0.3s.0.9m.木箱向左運(yùn)動(dòng)的加速度為設(shè)木箱向左運(yùn)動(dòng)的距離為X2時(shí)，小球脫離木箱，貝IJ:設(shè)木箱向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,1得：則:所以，小球離開(kāi)

16、木箱的瞬間，木箱的速度方向向左，大小為:V2=a2t2=2.8 xi=2.8m/s .點(diǎn)評(píng):木題關(guān)鍵對(duì)分向右減速和向左加速兩過(guò)程對(duì)木箱受力分析后求得加速度,然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解待求量.5.考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系.專(zhuān)題: 壓軸題；牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專(zhuān)題.分析:(1)木塊運(yùn)動(dòng)的最大加速度為 勺二囲二, 若Fw ( m+M ) g,木板和木塊一起皿m做勻加速運(yùn)動(dòng)，用整體法受力分析用牛頓第二定律求加速度.若Fy(m+M ) g,木塊、木板加速度不一樣，用隔離法分別對(duì)木塊和木板水分析，用牛頓第二定律求加速度.勺分別找出木塊的位移和木板的位移丄，運(yùn)用位移公式列式，求出加速度的

17、關(guān)系，在根據(jù)(1)問(wèn)中求出的加速度表達(dá)式，即可求出F的大小.解答：解：9木塊運(yùn)動(dòng)的最大加速度為亠一卩-若Fw ( m+M ) g,木板和木塊一起做勻加速運(yùn)動(dòng),根扌居牛頓第二定律，共同加速度為-若F譏m+M) g,設(shè)木塊、木板加速度分別為ai、 a2.貝卩a=am=舊2 一 M(2)設(shè)在木板的B端到達(dá)距右方距離為 滑動(dòng) L的P點(diǎn)時(shí)，木塊恰能從木板上滑出，相對(duì) 時(shí)間為t,水平向右的恒力Fo,址-由式得Fo= ( 2M+m ) g則在木板的B端到達(dá)距右方距離為L(zhǎng)的P點(diǎn)前，木塊能從木板上滑出應(yīng)滿(mǎn)足F卩(2M+m ) g答：(1 )若FW ( m+M) g,木板和木塊一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度為一Nl+