高中物理板塊模型經(jīng)典題目和答案解析

1、-作者xxxx-日期xxxx高中物理板塊模型經(jīng)典題目和答案解析【精品文檔】高中物理板塊模型經(jīng)典題目和答案2.如圖，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等?，F(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力F=kt（k是常數(shù)），木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2，下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是（ ）3如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，在粗糙的水平面上保持相對(duì)靜止地向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B受到的摩擦力A方向向左，大小不變 B方向向左，逐漸減小C方向向右，大小不變 D方向向右，逐漸減小例1一小圓盤靜止在桌布上，位

2、于一方桌的水平桌面的中央桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖已知盤與桌布間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，盤與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2現(xiàn)突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB邊若圓盤最后未從桌面掉下，則加速度a滿足的條件是什么？（以g表示重力加速度）10.如圖所示，一足夠長(zhǎng)的木板靜止在光滑水平面上，一物塊靜止在木板上，木板和物塊間有摩擦?，F(xiàn)用水平力向右拉木板，當(dāng)物塊相對(duì)木板滑動(dòng)了一段距離但仍有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，撤掉拉力，此后木板和物塊相對(duì)于水平面的運(yùn)動(dòng)情況為（ ）木板物塊拉力A物塊先向左運(yùn)動(dòng)，再向右運(yùn)動(dòng)B物塊向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸增大，直到做勻速運(yùn)動(dòng)C木板向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸變小，直到做勻速運(yùn)動(dòng)D木

3、板和物塊的速度都逐漸變小，直到為零14.質(zhì)量為m=1.0 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在質(zhì)量為m=3.0 kg的長(zhǎng)木板的右端,木板上表面光滑,木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2,木板長(zhǎng)L=1.0 m開始時(shí)兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)對(duì)木板施加水平向右的恒力F=12 N,如圖3-12所示,為使小滑塊不掉下木板,試求:(g取10 m/s2)(1)水平恒力F作用的最長(zhǎng)時(shí)間;(2)水平恒力F做功的最大值. 10如圖9所示，一足夠長(zhǎng)的木板靜止在光滑水平面上，一物塊靜止在木板上，木板和物塊間有摩擦現(xiàn)用水平力向右拉木板 ，當(dāng)物塊相對(duì)木板滑動(dòng)了一段距離但仍有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，撤掉拉力，此后木板和物塊相對(duì)于水平面的運(yùn)動(dòng)情

4、況為()圖9A物塊先向左運(yùn)動(dòng)，再向右運(yùn)動(dòng)B物塊向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸增大，直到做勻速運(yùn)動(dòng)C木板向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸變小，直到做勻速運(yùn)動(dòng)D木板和物塊的速度都逐漸變小，直到為零17如圖18所示，小車質(zhì)量M為2.0 kg，與水平地面阻力忽略不計(jì)，物體質(zhì)量m為0.5 kg，物體與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，則：圖18(1)小車在外力作用下以1.2 m/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體受摩擦力多大？(2)欲使小車產(chǎn)生a3.5 m/s2的加速度，需給小車提供多大的水平推力？(3)若要使物體m脫離小車，則至少用多大的水平力推小車？(4)若小車長(zhǎng)L1 m，靜止小車在8.5 N水平推力作用下，物體由車的右端向左滑動(dòng)，則滑

5、離小車需多長(zhǎng)時(shí)間？(物體m看作質(zhì)點(diǎn))16如圖所示，木板長(zhǎng)L1.6m，質(zhì)量M4.0kg，上表面光滑，下表面與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為m1.0kg的小滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))放在木板的右端，開始時(shí)木板與物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)給木板以向右的初速度，取g10m/s2，求：(1)木板所受摩擦力的大?。?2)使小滑塊不從木板上掉下來(lái)，木板初速度的最大值17如圖所示，質(zhì)量為m1kg，長(zhǎng)為L(zhǎng)2.7m的平板車，其上表面距離水平地面的高度為h0.2m，以速度v04m/s向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A、B是其左右兩個(gè)端點(diǎn)從某時(shí)刻起對(duì)平板車施加一個(gè)大小為5N的水平向左的恒力F，并同時(shí)將一個(gè)小球輕放在平板車上的P點(diǎn)(小球可視為質(zhì)點(diǎn)，放在P

6、點(diǎn)時(shí)相對(duì)于地面的速度為零)，PB.經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，小球從平板車上脫離后落到地面上不計(jì)所有摩擦力，g取10m/s2.求：(1)小球從放到平板車上開始至落到地面所用的時(shí)間；(2)小球落地瞬間平板車的速度13如圖所示，有一塊木板靜止在光滑且足夠長(zhǎng)的水平面上，木板質(zhì)量M4kg，長(zhǎng)L1.4m，木板右端放著一個(gè)小滑塊小滑塊質(zhì)量為m1kg，其尺寸遠(yuǎn)小于L.小滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，g10m/s2.(1)現(xiàn)用恒力F作用于木板M上，為使m能從M上滑落，F(xiàn)的大小范圍是多少？(2)其他條件不變，若恒力FM上，最終使m能從M上滑落，m在M上滑動(dòng)的時(shí)間是多少？18如圖所示，一塊質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)的均質(zhì)長(zhǎng)木板放在很長(zhǎng)

7、的光滑水平桌面上，板的左端有一質(zhì)量為m的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，物體上連接一根很長(zhǎng)的細(xì)繩，細(xì)繩跨過(guò)位于桌邊的定滑輪某人以恒定的速度v向下拉繩，物體最多只能到達(dá)板的中點(diǎn)，已知整個(gè)過(guò)程中板的右端都不會(huì)到達(dá)桌邊定滑輪處試求：(1)當(dāng)物體剛到達(dá)木板中點(diǎn)時(shí)木板的位移；(2)若木板與桌面之間有摩擦，為使物體能達(dá)到板的右端，板與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)滿足什么條件？例1 如圖1所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m的物塊A和木板B，A、B間的最大靜摩擦力為mg，現(xiàn)用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度運(yùn)動(dòng)，求拉力F的最大值。   變式1 例1中若拉力F作用在A上呢？如圖2所示。 

8、 變式2 在變式1的基礎(chǔ)上再改為：B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），使A、B以同一加速度運(yùn)動(dòng)，求拉力F的最大值。例2 如圖3所示，質(zhì)量M=8kg的小車放在光滑的水平面上，在小車右端加一水平恒力F，F(xiàn)=8N，當(dāng)小車速度達(dá)到15m/s時(shí)，在小車的前端輕輕放上一大小不計(jì)、質(zhì)量m=2kg的物體，物體與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)=02，小車足夠長(zhǎng)，求物體從放在小車上開始經(jīng)t=15s通過(guò)的位移大小。（g取10m/s2）  練習(xí)1 如圖4所示，在水平面上靜止著兩個(gè)質(zhì)量均為m=1kg、長(zhǎng)度均為L(zhǎng)=15m的木板A和B，A、B間距s=6m，在A的最左端靜止著一個(gè)質(zhì)量為M=2kg的小滑

9、塊C，A、B與C之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1=02，A、B與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2=01。最大靜摩擦力可以認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力?，F(xiàn)在對(duì)C施加一個(gè)水平向右的恒力F=4N，A和C開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間A、B相碰，碰后立刻達(dá)到共同速度，C瞬間速度不變，但A、B并不粘連，求：經(jīng)過(guò)時(shí)間t=10s時(shí)A、B、C的速度分別為多少？（已知重力加速度g=10m/s2）  練習(xí)2 如圖5所示，質(zhì)量M=1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量m=1kg、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取g=10m/s2，試求： （1）若木板長(zhǎng)L=1m，在鐵塊

10、上加一個(gè)水平向右的恒力F=8N，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的右端？（2）若在鐵塊上施加一個(gè)大小從零開始連續(xù)增加的水平向右的力F，通過(guò)分析和計(jì)算后，請(qǐng)?jiān)趫D6中畫出鐵塊受到木板的摩擦力f2隨拉力F大小變化的圖象。（設(shè)木板足夠長(zhǎng)）   2.解析：主要考查摩擦力和牛頓第二定律。木塊和木板之間相對(duì)靜止時(shí)，所受的摩擦力為靜摩擦力。在達(dá)到最大靜摩擦力前，木塊和木板以相同加速度運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律。木塊和木板相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)， 恒定不變，。所以正確答案是A。3【解析】：考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律處理連接體問(wèn)題的基本方法，簡(jiǎn)單題。對(duì)于多個(gè)物體組成的物體系統(tǒng)，若系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體具有相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)優(yōu)先選取整

11、體法分析，再采用隔離法求解。取A、B系統(tǒng)整體分析有，a=g，B與A具有共同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，取B為研究對(duì)象，由牛頓第二定律有：，物體B做速度方向向右的勻減速運(yùn)動(dòng)，故而加速度方向向左。例1本題涉及到圓盤和桌布兩種運(yùn)動(dòng)，先定性分析清楚兩者運(yùn)動(dòng)的大致過(guò)程，形成清晰的物理情景，再尋找相互間的制約關(guān)系，是解決這一問(wèn)題的基本思路。x2aL/2xx1桌布桌布從圓盤下抽出的過(guò)程中，圓盤的初速度為零，在水平方向上受桌布對(duì)它的摩擦力F1=1mg作用，做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。桌布從圓盤下抽出后，圓盤由于受到桌面對(duì)它的摩擦力F2=2mg作用，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)圓盤的品質(zhì)為m，桌長(zhǎng)為L(zhǎng)，在桌布從圓盤下抽出的過(guò)程中，盤的

12、加速度為a1，則根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有 1mg=ma1，桌布抽出后，盤在桌面上做勻減速運(yùn)動(dòng)，以a2表示加速度的大小，有 2mg=ma2。設(shè)盤剛離開桌布時(shí)的速度為v1，移動(dòng)的距離為x1，離開桌布后在桌面上再運(yùn)動(dòng)距離x2后便停下，則有 ，盤沒(méi)有從桌面上掉下的條件是 ，設(shè)桌布從盤下抽出所經(jīng)歷時(shí)間為t，在這段時(shí)間內(nèi)桌布移動(dòng)的距離為x，有 ，而 ，由以上各式解得 。10.答：B C解：對(duì)于物塊，由于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與木板存在相對(duì)滑動(dòng)，且始終相對(duì)木板向左運(yùn)動(dòng)，因此木板對(duì)物塊的摩擦力向右，所以物塊相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng)，且速度不斷增大，直至相對(duì)靜止而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B正確；撤掉拉力后，對(duì)于木板，由作用力與反作用力可知受到物

13、塊給它的向左的摩擦力作用，則木板的速度不斷減小，直到二者相對(duì)靜止，而做勻速運(yùn)動(dòng)，C正確；由于水平面光滑，所以不會(huì)停止，D錯(cuò)誤。14.解析:(1)撤力前木板加速,設(shè)加速過(guò)程的位移為x1,加速度為a1,加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1;撤力后木板減速,設(shè)減速過(guò)程的位移為x2,加速度為a2,減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2.由牛頓第二定律得撤力前: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)為使小滑塊不從木板上掉下,應(yīng)滿足x1+x2L(1分)又a1t1=a2t2(1分)由以上各式可解得t11 s所以水平恒力作用的最長(zhǎng)時(shí)間為1 s.(1分)(2)由上面分析可知,木板在拉

14、力F作用下的最大位移(1分)可得F做功的最大值(1分)答案:(1)1 s(2)8 J10解析：物塊相對(duì)于木板滑動(dòng)，說(shuō)明物塊的加速度小于木板的加速度，撤掉拉力后木板向右的速度大于物塊向右的速度，所以它們之間存在滑動(dòng)摩擦力，使木塊向右加速，木板向右減速，直至達(dá)到向右相同的速度，所以B、C正確答案：BC17解析：(1)m與M間最大靜摩擦力F1mg1.5 N，當(dāng)m與M恰好相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的加速度為：F1mam，am m/s23 m/s2，則當(dāng)a1.2 m/s2時(shí)，m未相對(duì)滑動(dòng)，所受摩擦力Fma×1.2 N0.6 N(2)當(dāng)a3.5 m/s2時(shí)，m與M相對(duì)滑動(dòng)，摩擦力Ffmam×3 N1.

15、5 N隔離M有FFfMaFFfMa×3.5 N8.5 N(3)當(dāng)a3 m/s2時(shí)m恰好要滑動(dòng)F(Mm)a×3 N7.5 N(4)當(dāng)F8.5 N時(shí)，a3.5 m/s2a物體3 m/s2a相對(duì)(3.53) m/s20.5 m/s2由La相對(duì)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)木板與地面間壓力大小等于(Mm)g故木板所受摩擦力Ff(Mm)g20N(2)木板的加速度a5m/s2滑塊靜止不動(dòng)，只要木板位移小于木板的長(zhǎng)度，滑塊就不掉下來(lái)，根據(jù)v02ax得v04m/s即木板初速度的最大值是4m/

16、s.17 答案(1)2.0s(2)6m/s，方向向左解析(1)對(duì)平板車施加恒力F后，平板車向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a5m/s2平板車速度減為零時(shí)，向右的位移s0之后，平板車向左勻加速運(yùn)動(dòng)，小球從B端落下，此時(shí)車向左的速度v15m/s小球從放到平板車上，到脫離平板車所用時(shí)間t1小球離開平板車后做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)下落時(shí)間為t2，則hgt解得t2所以，小球從放到平板車上開始至落到地面所用的時(shí)間tt1t2(2)小球落地瞬間，平板車的速度v2v1at2解得v26m/s，方向向左13 答案(1)F>20N(2)2s解析(1)小滑塊與木塊間的滑動(dòng)摩擦力FFNmg.小滑塊在滑動(dòng)摩擦力F作用下向

17、右做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a1g4m/s2.木板在拉力F和滑動(dòng)摩擦力F作用下向右做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a2，使m能從A上滑落的條件為a2>a1，即>，解得F>(Mm)g20N.(2)設(shè)m在M上面滑行的時(shí)間為t，恒力F22.8N，木板的加速度a22，小滑塊在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移s1a1t2，木板在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移s2a2t2，又s2s1L，解得t2s.18【解析】(1)m與m相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中m做勻速運(yùn)動(dòng)，有：vts1m做勻加速運(yùn)動(dòng)，有：vts2s1s2L/2聯(lián)立以上三式解得：s2L/2(2)設(shè)m與m之間動(dòng)摩擦因數(shù)為1當(dāng)桌面光滑時(shí)有：mg1ma1v22a1s2由解得：1如果板與桌面有摩擦，

18、因?yàn)閙與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)越大，m越易從右端滑下，所以當(dāng)m滑到m右端兩者剛好共速時(shí)該動(dòng)摩擦因數(shù)最小，設(shè)為2對(duì)m有：ma2mg1(mm)g2ts2v22a2s2對(duì)m有：vts1s1s2L聯(lián)立解得：2所以桌面與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)例1分析：為防止運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A落后于B（A不受拉力F的直接作用，靠A、B間的靜摩擦力加速），A、B一起加速的最大加速度由A決定。 解答：物塊A能獲得的最大加速度為： A、B一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F的最大值為： 變式1解答：木板B能獲得的最大加速度為：。 A、B一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F的最大值為：  變式2解答：木板B能獲得的

19、最大加速度為： 設(shè)A、B一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F的最大值為Fm，則：    解得：   例2解答：物體放上后先加速：a1=g=2m/s2 此時(shí)小車的加速度為：         當(dāng)小車與物體達(dá)到共同速度時(shí)：v共=a1t1=v0+a2t1         解得：t1=1s   ，v共=2m/s 以后物體與小車相對(duì)靜止： （，物體不會(huì)落后于小車） 物體在t=15s內(nèi)通過(guò)的位移為：s=a1t12+v共 （tt1）+ a3（tt1）2=21m 練習(xí)1解答