北京高中物理會考中的木塊木板題目

1、北京高中物理會考中的木塊木板題目1 (8 分）如圖 17 所示，平板小車沿水平地面始終以加速度a 做勻加速直線運動。當(dāng)小車速度增至v時，將一小物塊無初速地放于平板小車的A 端（小車的加速度保持不變） 。物塊與小車間的動摩擦因數(shù)為，（ g>a），要使物塊不會從小車上滑出，求平板小車的最小長度L0。BAa圖 172（ 8 分）如圖 13 所示，在水平地面上停放著一輛小車A，其質(zhì)量 mA = 10 kg，小車右端放一質(zhì)量 mB= 5 kg 的物體 B（可視為質(zhì)點） . 開始時它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)某時刻對小車A施加一個 F =50N 水平向右的恒力， 此后 B 相對 A 滑動 . 經(jīng)測定小車 A

2、在最初 t = 1.0 s 內(nèi)運動的距離sA = 2.0 m ，這段時間內(nèi) B 沒有與車廂壁發(fā)生過碰撞 . 不計小車 A 與地面間的摩擦 . 求：ABF（ 1）A、 B 之間的動摩擦因數(shù)；（ 2） t = 1.0 s 內(nèi) B 相對于 A 滑動的距離 .圖 133如圖所示，一輛平板小車靜止在水平地面上，小車的左端放置一物塊(可視為質(zhì)點 )。已知小車高度h=080 m。物塊的質(zhì)量m=10kg，它與小車平板間的動摩擦因數(shù)=020?，F(xiàn)用 F=26 N 水平向左的恒力拉小車，經(jīng)過一段時間后，物塊與小車分離。不計小車與地面間的摩擦。取g=10m/s2，求：(1) 物塊與小車分離前，小車向左運動的最大距離；

3、(2) 當(dāng)物塊落地時，物塊與小車右端的水平距離。4如圖所示，水平地面上一個質(zhì)量M=4 0kg、長度 L=2 0m 的木板，在F=80 N 的水平拉力作用下，以 v0=20m/s 的速度向右做勻速直線運動。某時刻將質(zhì)量m=10 kg 的物塊 (物塊可視為質(zhì)點 )輕放在木板最右端。(1) 若物塊與木板間無摩擦，求物塊離開木板所需的時間；(2)若物塊與木板間有摩擦，且物塊與木板間的動摩擦因數(shù)和木板與地面間的動摩擦因數(shù)相等，求將物塊放在木板上后，經(jīng)過多長時間木板停止運動。(結(jié)果保留二位有效數(shù)字)5如圖 13 所示，有一定厚度的長木板AB 在水平面上滑行，木板的質(zhì)量m1=4.0kg 木板與水平面間的動摩

4、擦因數(shù) =0.20，木板上表面距水平面的高度h=0.050m 當(dāng)木板滑行速度 v0=3.0m/s 時，將一小物塊C 輕放在木板右端 B 點處 C 可視為質(zhì)點，它的質(zhì)量m2=1.0kg 經(jīng)過一段時間，小物塊 C 從木板的左端 A點滑出，它落地時的動能EKC =1.0J小物塊落地后，木板又滑行了一段距離停在水平面上，這時，木板左端 A 點距小物塊的落地點的水平距離S1=0.90m 求：（ 1）小物塊 C 從木板的 A 點滑出時，木板速度的大小vA；（ 2）木板 AB 的長度 Lv0AC B圖 13hL6（8 分）如圖 13 所示，光滑水平面上有一塊木板，質(zhì)量M= 2.0 kg，長度 L=1.0m。

5、在木板的最右端有一個小滑塊（可視為質(zhì)點） ，質(zhì)量 m=1.0 kg 。小滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)=0.2。開始時它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)。某時刻起對小滑塊施加一個F=5.0 N 水平向左的恒力，此后小滑塊將相對木板滑動。取g =10m/s2。求：（ 1）小滑塊從木板右端運動到左端所用的時間t；（ 2）小滑塊從木板右端運動到左端的過程中，恒力F 對小滑塊所做的功W；（ 3）如果想縮短小滑塊從木板右端運動到左端所用的時間t ，只改變木板的質(zhì)量M，請你通過計算，判斷木板的質(zhì)量 M 應(yīng)該增大還是減小？Fm左右M圖 137（ 8 分）如圖 15 所示，光滑水平面上有一塊木板，質(zhì)量M = 1.0 kg，長度

6、L = 1.0 m 在木板的最左端有一個小滑塊（可視為質(zhì)點），質(zhì)量 m = 1.0 kg 小滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)= 0.30 開始時它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)某時刻起對小滑塊施加一個F = 8.0 N 水平向右的恒力，此后小滑塊將相對木板滑動.（ 1）求小滑塊離開木板時的速度；（ 2）假設(shè)只改變M、 m、 、 F 中一個物理量的大小，使得小滑塊速度總是木板速度的2 倍，請你通過計算確定改變后的那個物理量的數(shù)值（只要提出一種方案即可）.mFM圖 158（ 8 分）如圖14 所示，光滑水平面上有一木板槽（兩側(cè)擋板厚度忽略不計），質(zhì)量 M=2.0kg ，槽的長度 L=2.0m ，在木板槽的最左端有一個

7、小滑塊（可視為質(zhì)點），質(zhì)量 m=1.0kg ，小滑塊與木板槽之間的動摩擦因數(shù) 1 0.20 . 開始時它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)，某時刻起對木板槽施加一個F=10.0N 水平向左的恒力，此后小滑塊將相對木板槽滑動。（ 1）求小滑塊滑到木板槽中點時速度的大?。唬?2）水平面光滑是一種理想化的情況，實際上木板槽與水平面間是有摩擦的，經(jīng)測定木板槽與水平面間的動摩擦因數(shù)2 =0.05 。如果使小滑塊滑到木板槽中點時的速度與第（1）問所求速度相同，請你通過計算確定一種方案：即只改變M、 m、 F 中一個物理量的大小，實現(xiàn)上述要求（只要提出一種方案即可）。9如圖 15 所示，水平桌面距離地面的高度h=0.80m

8、?？梢钥闯少|(zhì)點的小金屬塊C 的質(zhì)量 m1=0.50kg ，放在厚度不計的長木板AB 上，木板長L=0.865m ，質(zhì)量 m2=0.20kg ，木板的A 端跟桌面的邊緣對齊。小金屬塊 C 到木板 B 端的距離 d=0.375m 。假定小金屬塊與木板間、木板與桌面、小金屬塊與桌面間的動摩擦因數(shù)都相等，其值 =0.20，現(xiàn)用力將木板水平向右加速抽出。在小金屬塊從木板上滑下以前，加在木板上的力為水平向右的恒力 F 。小金屬塊落到桌面上后，又在桌面上滑動了一段距離，再從桌面邊喲飛出落到地面上。小金屬塊落地點到桌邊的水平距離Ls=0.08m 。求作用在木板上的恒力F 的大小。BdCAFhs10（ 8 分）

9、圖中水平桌面右側(cè)有一個高出桌面的平臺AB ，平臺的上表面距地面的高度h=0.8m 。桌面上放一個長度為 L=1.25m ，質(zhì)量 M=2kg 的木板 CD 。木板的厚度與平臺的高度相同。桌面和平臺的上表面都是光滑的。在木板左側(cè)放一質(zhì)量m=1kg 的小滑塊，木板和小滑塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)。此時，木板右側(cè)與平臺左側(cè)之間的距離 DA=0.5m ?，F(xiàn)對小滑塊施加一個大小為4N 的水平向右的推力 F，小滑塊開始在木板上運動，推力作用時間1s，在這 1s 內(nèi)小滑塊一直在木板上滑動。 當(dāng)木板與平臺接觸后，木板立即停止運動。 再經(jīng)過一段時間， 小滑塊從平臺右側(cè)的邊緣飛出。經(jīng)測量小滑塊落地點E 距平臺邊緣 B 點的水

10、平距離 OE=0.4m 。（忽略空氣阻力）求：（ 1）小滑塊飛離平臺上表面時速度的大?。唬?2）小滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)。北京高中物理會考中的木塊木板題目參考答案1 (8 分 ) 設(shè)物塊的質(zhì)量為m，經(jīng)過時間t 物塊運動到小車B 端，物塊的末速度和位移分別為mg1mg 2 12v1=m tgt ，x1=2 mt =2 gt時間 t 內(nèi)小車的位移和末速度分別為v2=v+at ，12（4 分）x2=vt+ at2若物塊剛好未從小車B 端滑出，則有v1= v 2， x2= x 1+L 0（如圖2 所示）即：gt = v+at，12=12vt+ at2g t +L 0x12v2x2解得： L0（4 分

11、）圖 22(ga)2（ 1）對 A 受力分析，由牛頓第二定律得FmB g mAaA因為 A 在最初的1.0 內(nèi)做勻加速直線運動，由運動學(xué)規(guī)律得SA1aA t22由以上兩式解得，0.2（ 2）在 t = 1.0 s 內(nèi) B 的對地位移為 SB1 aB t 2 ，2對 B 受力分析，由牛頓第二定律得aBmB ggmB代入數(shù)據(jù)，解得SB1.0m所以， t = 1.0 s 內(nèi) B 相對于 A 滑動的距離1.0s SASBm3 (1) 對 m受力分析，用牛頓第二定律：mgmam（ 1）推出 am2m / s2（ 2）物塊向左以 2m/s2 做勻加速直線運動對 M受力分析，用牛頓第二定律：FmgMaM（

12、3 ）推出 aM3m / s2（ 4）小車向左以 3m/s2 做勻加速直線運動經(jīng)過一段時間后，物塊與小車分離1212:aM t2 amtL （5）得到 t2s2（ 6）則4 / ，（ 7）amtm svMaM t 6m / svm所以小車向左運動的最大距離為122aM t6m（8）對分離的塊豎直方向： t'2h0.4s（9）g水平方向： Smvmt '1.6m（ 10）對分離后的小車： F MaM'（12）推出 aM'13 m / s2（ 13）4SM vM t '1 aM' t'22.66 m（14）2所以物塊與小車右端的水平距離為：S

13、MSm1.06m（ 15）4（ 1）未放物塊之前，木板做勻速運動. 因此木板與地面之間的動摩擦因數(shù)=F= 0.20Mg若物塊與木板間無摩擦，物塊放在木板上后將保持靜止. 木板水平方向受力如圖1所示，它將做勻減速直線運動，設(shè)其加速度的大小為a1.a1f1 F = Ma1，f1 = (m+M ) gf1F(mM )gF= 0.50 m/s2圖 1a1 =M設(shè)物塊經(jīng)過時間t 離開木板 . 木板在這段時間內(nèi)的位移L = v 120ta1t2解得 t = 1.2 s 或 6.8 s其中 t = 6.8 s 不合題意，舍去 . 因此 1.2s 后物塊離開木板 .（ 2）若物塊與木板間的動摩擦因數(shù)也為，則物

14、塊放在木板上后將做勻加速運動，設(shè)物塊的加速度的大小為 a2. mg= ma 2a2 = g= 2.0 m/s2a3木板水平方向受力如圖2 所示，它做勻減速直線運動，設(shè)其加速度的大小為a3.f 1 f 2 Ff1 + f 2 F = Ma3圖 2(M+m ) g + mg F = Ma 3a3 = 1.0 m/s2設(shè)經(jīng)時間 t ，物塊與木板速度相等，此時它們的速度為v，此過程中木板的位移為s1，物塊位移為 s2.v = v0 a3tv = a2ts1 = v0t 1 a3t 2s2 = 1 a2t 222解得t =2s， v =4m/s， s1 = 10 m， s2 = 4 m3399因為 s1

15、 s2< L，所以物塊仍然在木板上. 之后，它們在水平方向的受力如圖3 所示，二者一起做勻減速直線運動，設(shè)它們共同運動的加速度的大小為a4.f1 F = (M+m) a4a4(M+m ) g F = (M+m) a4f1Fa4 = 0.40 m/s 2圖 3設(shè)再經(jīng)過時間t ，它們停止運動 .0 = v a4tt = 10 s3t 總 = t + t = 4.0 s因此將物塊放在木板上后，經(jīng)過4.0 s 木板停止運動5. 小物塊C 放到木板上后，C受力如圖1，離開木板之前作向右的勻加速運動，假設(shè)C 離開木板時的速度為 vC ，C離開木板后向右做平拋運動，砸到地面后立即停下來；木板的受力如圖

16、2， C離開它之前，木板做勻減速運動， 假設(shè) C離開木板時木板的速度為vA , 隨后木板以初速度vA 勻減速滑動， 直到停下來。（ 1） C平拋過程中只受重力作用，機械能守恒，得：1 m2 vC2m2 gh E KC02代入數(shù)據(jù)： vC1m / s向右平拋的水平位移：2hmSXvct c vc0.1g所以 C 離開木板后，木板實際上由于地面摩擦力而勻減速滑動的位移為：S滑 SX S1 1mC 離開木板后，木板受力如圖3，由牛頓第二定律：N 地 0f 地 0m1 gm1a0f 地 0得： a0g2m / s2圖 3故： vA2a0 S2m / sm1g（ 2 ）小物塊C 放到木板上后離開木板之前

17、，假設(shè)小物塊C 在這個過程中的位移為 S2，則木板的位移為 S2+l ,根據(jù)動能定理：對木板 m1 ：( ff地 )( S2l )1 m1 (v A2v02 ) 1 m2 vC22對小物塊 m2 :fS202假設(shè) C 滑上木塊到分離所經(jīng)歷的時間為t ，規(guī)定水平向右為正方向，根據(jù)動量定理：對木板 m1 ：( ff地 )tm1 (v Av0 )對小物塊 m2 :ftm2vC0聯(lián)立得：f1f地3聯(lián)立： l0.6m6（ 1）小滑塊受到水平向左的恒力F 和水平向右的滑動摩擦力作用，向左做勻加速直線運動，所受滑動摩擦力f = mg = 0.2 ×1.0 ×10= 2.0 (N)根據(jù)牛頓

18、第二定律，小滑塊的加速度a1F f5.0 2.03.0(m/s2)m1.0木板所受向左的滑動摩擦力ff ，向左做勻加速直線運動。根據(jù)牛頓第二定律，木板的加速度f2.02FFa21.0(m/s )M2.0在小滑塊從木板右端運動到左端所用的時間為x2Lt 內(nèi)，x1小滑塊的位移x11a1t22木板的位移 x21 a2t 22由幾何關(guān)系可知L = x1 x2解得t = 1.0（ s）（ 2）小滑塊的位移1212x12a1t23.01.01.5 (m)恒力 F 對小滑塊所做的功W = Fx1 = 5.0 1×.5 = 7.5 (J)（ 3）由于 x1x2 = L ，即1 a1t 21 a2t

19、2L22將（ 1）中各式代入，有t2LFmgmgmM若只改變 M，則 M 增加時， t 減小。7（ 1）解：由于 M靠 m給的摩擦力提供加速度，加速度最大值為aMmgg3m / s2MamFmg5m / s2L1 (aMam )t 2m2解得 t 1s ，vmamt5/sm（ 2）改變 F 為 9N 即可。 M的加速度為 aMmgg3m / s2Mm的加速度為 amFmg6m / s2mvMaM t， vmamt故使得小滑塊速度總是木板速度的2 倍8（ 1）木板槽受到 F=10.0N 水平向左的恒力后，向左做勻加速直線運動，所受向右的摩擦力f1mg ，根據(jù)牛頓第二定律，木板槽的加速度a1F f

20、4.0 m / s2M設(shè)經(jīng)過時間 t 后小滑塊滑到木板槽中點，在這段時間內(nèi)木板槽的位移x 11a t t 2小滑塊因受向左的摩擦力 ff2，將向左做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律，小滑塊的加速度a2f2.0m / s2m1在時間 t 內(nèi)木板的位移 x 2a2 t 22由圖可知Lx1x 22解得t 1.0s則小滑塊滑到木板槽中點時的速度va2 t 2.0m / s（ 2）由于小滑塊滑到木板槽中點時的速度與第（1）問所求速度相同，而小滑塊的加速度不變，所以當(dāng)木板槽與水平面間有摩擦?xí)r，要求木板槽的加速度也不變，即F1 mg2 (Mm)ga1Ma1若只改變 F，則 F=11.5N ；若只改變 M ，則 M