高考物理板塊模型典型例題+答案

1、1. （8 分） 如圖 19 所示，長度 l = 1.0 m 的長木板 a 靜止在水平地面上，a 的質(zhì)量 m1 = 1.0 kg ，a 與水平地面之間的動摩擦因數(shù)1 = 0.04在 a的右端有一個小物塊b（可視為質(zhì)點）現(xiàn)猛擊a 左側(cè)，使 a 瞬間獲得水平向右的速度0 = 2.0 m/sb 的質(zhì)量 m2 = 1.0 kg，a 與 b 之間的動摩 擦 因 數(shù)2=0 . 1 6 取 重 力 加 速 度g=1 0m / s2（1）求 b 在 a 上相對 a 滑行的最遠距離；（2）若只改變物理量0、2中的一個，使b 剛好從 a 上滑下請求出改變后該物理量的數(shù)值（只要求出一個即可）2、（ 8 分）如圖 1

2、3 所示，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=8.0n 的水平拉力作用下，以v0=2.0m/s 的速度向右做勻速直線運動某時刻將質(zhì)量m=1.0kg 的物塊（物塊可視為質(zhì)點）輕放在木板最右端（g=10m/s2）（1）若物塊與木板間無摩擦，求物塊離開木板所需的時間；（保留二位有效數(shù)字）（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。3.(2009 春會考）（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 l = 1.0 m在木板

3、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狀態(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）. 4.（2009 夏）（8 分）如圖 15 所示，水平桌面到地面的高度h = 0.8 m. 質(zhì)量 m = 0.2 kg 的小物塊（可以看作質(zhì)點）放在桌面a 端. 現(xiàn)對小b a v0l圖 19 m m f

4、 圖 15 物塊施加一個 f0.8 n 的水平向右的恒力，小物塊從靜止開始運動. 當它經(jīng)過桌面上的b 點時撤去力 f，一段時間后小物塊從桌面上的c 端飛出，最后落在水平地面上. 已知 ab = bc = 0.5 m ，小物塊在 a、b 間運動時與桌面間的動摩擦因數(shù)1 = 0.2，在 b、c間運動時與桌面間的動摩擦因數(shù) 2 = 0.1. （1）求小物塊落地點與桌面c 端的水平距離；（2） 某同學(xué)作出了如下判斷：若僅改變ab 段的長度而保持bc 段的長度不變，或僅改變bc 段的長度而保持ab 段的長度不變，都可以使小物塊落地點與桌面c 端的水平距離變?yōu)樵瓉淼? 倍. 請你通過計算說明這位同學(xué)的判斷

5、是否正確. 5.（2010 春） 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)20.01. 開始時它們都處于靜止狀態(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?）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

6、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）。6（8 分）如圖 17 所示，質(zhì)量 m = 5 kg 的平板靜止在光滑的水平面上，平板的右端有一豎直擋板，一個質(zhì)量m = 2 kg 的木塊靜止在平板上，木塊與擋板之間的距離l = 0.8 m，木塊與平板之間的動摩擦因數(shù) = 0.4（1）若對木塊施加f 12 n 水平向右的恒力，直到木塊與擋板相撞，求這個過程經(jīng)歷的時間t；f h a b c 圖 15 （2）甲同學(xué)說，只增大平板的質(zhì)量m，可以縮短上述時間t；乙同學(xué)說，只減小平板的質(zhì)量m，可以縮短上述時間t請你通過計算，判斷哪位同學(xué)的說法是正確的7. （2011

7、年夏）如圖 17 所示，光滑水平面上有一塊質(zhì)量m=3.0kg，長度 l=1.0m 的長木板，它的右端有一個質(zhì)量m=2.0kg 的小物塊（可視為質(zhì)點），小物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)=0.20小物塊與長木板都處于靜止狀態(tài)。從某時刻起對長木板施加一個水平向右的恒力f，使小物塊將相對長木板滑動，經(jīng)過時間t=1.0s，小物塊恰好滑到木板的中點。取重力加速度g=10m/s2（1）求恒力 f 的大??；（2）假設(shè)改變 m、m、f 中一個物理量的大小，使得經(jīng)過時間t=1.0s，小物塊恰好滑到木板的左端。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）8.（2011 年春）如圖 17 所示，長度

8、 l = 1.0 m 的長木板 a 靜止在水平地面上， a 的質(zhì)量 m1 = 1.0 kg，a 與水平地面之間的動摩擦因數(shù)1 = 0.04小物塊 b（可視為質(zhì)點） 以 0 = 2.0 m/s 的初速度滑上a 的左端，b 的質(zhì)量 m2 = 1.0 kg，a 與 b 之間的動摩擦因數(shù)2 = 0.16取重力加速度 g = 10 m/s2（1）求 b 在 a 上相對 a 滑行的最遠距離；（2）若只改變物理量0、1、2中的一個，使b 剛好從 a 上滑下，請確定改變后該物理量的數(shù)值（只要提出一種方案即可）9. （2012 年春）如圖 19 所示，光滑水平面上有一塊靜止的長木板，木板的長度 l = 2.4

9、m，質(zhì)量 m = 3.0 kg. 某時刻，一個小物塊（可視為質(zhì)點）以 0 = 3.0 m/s 的初速度滑上木板的右端，與此同時對木板施加一個 f = 6.0 n 的水平向右的恒力. 物塊的質(zhì)量 m = 1.0 kg，物塊與木板間的動摩擦因數(shù) = 0.30取重力加速度g = 10 m/s2（1）求物塊相對木板滑動的最大距離；fl 平板木塊圖 17 b a 0圖 17 l（2） 若只改變物理量f、m、m 中的一個，使得物塊速度減為零時恰好到達木板的左端，請確定改變后該物理量的數(shù)值(只要提出一種方案即可 )10(8 分)如圖 19 所示，光滑水平面上放著一塊長木板，木板處于靜止狀態(tài)，其長度l=1 6

10、 m質(zhì)量 m=3 0 kg，質(zhì)量 m=10 kg 的小物塊放在木板的最右端(小物塊可視為質(zhì)點)，小 物塊與木板之間的動摩擦因數(shù) =010現(xiàn)對木板施加一個f=10 n 方向水平向右的恒力，木板與小物塊發(fā)生相對滑動。取g=10m/s2(1) 求木板開始運動時加速度的大??；(2)如果把木板從物塊下方抽出來，那么f持續(xù)作用的時間至少需要多長？11.（2013 豐臺會考模擬）如圖16 所示，一上表面光滑的木箱寬l1 m、高 h3.2 m、質(zhì)量 m8 kg。木箱在水平向右的恒力f16n 作用下，以速度v03m/s在水平地面上做勻速運動。某時刻在木箱上表面的左端滑上一質(zhì)量m2 kg，速度也為 3m/s 的光

11、滑小鐵塊（視為質(zhì)點），重力加速度g 取 10 m/s2。求：（1）小鐵塊剛著地時與木箱右端的距離x；（2）若其它條件均不變，木箱寬l至少為多長，小鐵塊剛著地時與木箱右端的距離最遠。12.（2013 海淀會考模擬） 如圖 17 所示，在高出水平地面h0.80m的平臺上放置一質(zhì)量m20.20kg、長 l=0.375m 的薄木板 a。在 a 最右端放有可視為質(zhì)點的小金屬塊b，其質(zhì)量 m10.50kg。小金屬塊 b 與木板 a、木板 a 與平臺間、 小金屬塊與平臺間的動摩擦因數(shù)都相等，其值f m m 0圖 19 m h l v0m f 圖 16 0.20。開始時小金屬塊b 與木板 a 均靜止，木板a

12、的右端與平臺右邊緣的距離 d=0.49m?，F(xiàn)用水平力將木板向右加速抽出。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。小金屬塊落到平臺上后，將木板迅速取走，小金屬塊又在平臺上滑動了一段距離，再從平臺邊緣飛出落到水平地面上，小金屬塊落地點到平臺的水平距離x=0.08m。 (取 g10 m/s2，不計空氣阻力 )求：小金屬塊b 離開平臺時速度 vb的大??；（2）小金屬塊 b 從開始運動到剛脫離木板a 時，小金屬塊b 運動的位移 xb；（3）作用在木板上的恒力f 的大小。13.（2013 東城南片模擬）如圖19 所示，質(zhì)量 m = 2.0 kg 的長木板靜止在光滑水平面上， 在長木板

13、的左端放一質(zhì)量m = 1.0 kg 的小滑塊（可視為質(zhì)點），小滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)= 0.10.現(xiàn)用水平恒力f = 3.0 n 向右拉小滑塊， 使小滑塊與長木板發(fā)生相對滑動，當小滑塊滑至距長木板的左端3m 時撤去力 f.已知小滑塊在運動過程中始終沒有脫離長木板 . 取 g=10m/s2.求：撤去力 f 時小滑塊和長木板的速度各是多大；運動中小滑塊距長木板左端的最遠距離. 滑塊參考答案b x f a h d 圖 17 圖 19 f1. 2. 3. 解：（1）小滑塊受到f=8.0 n水平向右的恒力后，向右做勻加速直線運動，所受向左的摩擦力f = mg根據(jù)牛頓第二定律，小滑塊的加速度a1=m

14、ff= 5.0 m/s2設(shè)經(jīng)過時間 t 后小滑塊離開木板。在這段時間內(nèi)小滑塊的位移21121tax木板所受向右的摩擦力f = f，向右做勻加速直線運動。根據(jù)牛頓第二定律，木板的加速度a2=mf = 3.0 m/s2在時間 t 內(nèi)木板的位移22221tax由圖可知l = x1 x2，解得t = 1.0 s 則小滑塊離開木板時的速度v = a1t = 5.0 m/s （2）小滑塊做勻加速直線運動的速度tmmgftav11f f x2 x1 l 木板做勻加速直線運動的速度tmmgtav22任意時刻小滑塊與木板速度之比gmmmgfvv221)(欲使小滑塊速度是木板速度的2 倍，應(yīng)滿足2)(2gmmmg

15、f若只改變 f，則 f = 9 n 若只改變 m，則 m = 1.2 kg 若只改變 ，則 = 0.27 若只改變 m，則 m = 0.93 kg 4. 5. 解：（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mgf1，增根據(jù)牛頓第二定律，木板槽的加速度21s/m0.4mffa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2t1ta21x小滑塊因受向左的摩擦力ff，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22s/m0.2mfa在時間 t 內(nèi)木板的位移222ta21x由圖可知21xx2l解得s0. 1t則小滑塊滑到木板槽中

16、點時的速度s/m0.2tav2（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1211amg)mm(mgfa若只改變 f，則 f=11.5n；若只改變 m，則 m=1.67kg；若只改變 m，則 m=0.40kg. 6. 解： （1） 對木塊施加推力作用后，木塊和平板的受力情況如圖所示木塊受到的滑動摩擦力f1=n1=mg =0.402.010 n =8.0n 根據(jù)牛頓第三定律 , 有f1= f2, n1= n2根據(jù)牛頓第二定律 , 木塊的加速度a1=0.20.8121mffm/s2 = 2.0m/

17、s2平板的加速度a2=50.82mfm/s2 = 1.6m/s2設(shè)經(jīng)過 t ，木塊恰好與擋板相撞，則l=2121ta2221ta解得t2s （2）根據(jù)（ 1）可以求得時間t mmgmmgflt2如果只改變平板的質(zhì)量m，從上式可知，當m 增大時，時間t 減小，所以甲同學(xué)說法正確7. 解：木板在外力 f 的作用下，與小物塊發(fā)生相對滑動。小物塊做勻加速直線運動，沒小物塊加速度的大小為a1. 對小物塊f = mg = ma1 即a1 = 2.0m/s2 木板做勻加速直線運動，沒木反加速度的大小為 a2. n1mg f f1mg f2nn2x1 x2 mmmm在 t=1.0s 內(nèi)，小物塊向右運動的距離為

18、21121tax木板向右運動的為22212xa t依據(jù)題意 x2-x1= 2l解得a2= 3.0m/s2對木板f -mg = ma2得f = 13n 小物塊做勻加速直線運動的加速度1a= 2.0m/s2 經(jīng)過時間 t，小物塊向右運動的距離為21112xa t木板向右運動的距離為22212xa t欲使經(jīng)過時間t = 1.0s，小物塊恰好滑到木板的左端，要求21xxl即222fmgtgtlm則 m、m、f 滿足關(guān)系f = 4m + 2m 若只改變 f，則 f= 16n；若只改變 m，則 m=2.25kg ；若只改變 m，則 m= 0.50kg . 8.解：（1）b 滑上 a 后，a、b 在水平方向

19、的受力情況如答圖所示其中 a 受地面的摩擦力的大小ff1 = 1 ( m1+ m2) g a、b 之間摩擦力的大小ff2 = 2 m2 g 以初速度 0的方向為正方向a 的加速度21211221m/s8.0)(mgmmgmab 的加速度22222m/s6 .1mgma由于 a1 0，所以 a 會相對地面滑動，經(jīng)時間t，a 的速度ta11a 的位移21121tax4分4分ff2 ff1 ff2 a b 答圖b 的速度ta202b 的位移220221tatx當 1=2 時，b 相對 a 靜止，解得x2x1= 0.83 m 即 b 在 a 上相對 a 滑行的最遠距離為0.83m（2）要使 b 剛好從

20、 a 上滑下，即當1=2時，有x2x1 = l 解得lg)(41220（i）只改變 0，則30520m/s = 2.2 m/s；（ii）只改變 1，則 1 = 0.06 ；（iii ）只改變 2，則 2 = 0.14 . 9. 解：（1）小物塊先向左做勻減速直線運動，設(shè)小物塊加速度的大小為a1對小物塊，根據(jù)牛頓第二定律得f = mg = ma1a1 = 3.0 m/s2經(jīng)時間t1=10a=1.0 s，速度減為零 . 位移大小211101)- (21+=tatx= 1.5 m 之后，小物塊向右做勻加速直線運動，設(shè)經(jīng)時間t2與木板相對靜止，此時它們的速度大小為 ，物塊向右運動的位移大小為x2. 2

21、1=ta，221221=tax對木板，水平方向的受力情況如答圖2 所示.木板向右做勻加速直線運動，設(shè)木板的加速度大小為a2答圖 2 ff 根據(jù)牛頓第二定律得f- mg = ma2mmgfa-=2= 1.0 m/s2木板的位移大小可解得t2 = 0.50 s，83=2xm，89=3xm 物塊相對木板滑動的最大距離231-+=xxxx= 2.25 m （2）若物塊速度減為零時恰好到達木板的左端，則212121+=taxl=211mg-21+tmfxf、m、m 滿足關(guān)系f = 1.8m + 3m 若只改變 f，則 f = 8.4 n 若只改變 m，則 m = 1.7 kg 若只改變 m，則 m =

22、0.20 kg 10. 11. 解：（1）未放小鐵塊，木箱受到的摩擦力為f1，有 ff1，f1 mg放上小鐵塊，木箱受到的摩擦力為f2，此時木箱的加速度大小為a ，有ff2ma 聯(lián)立得a 0.5m/s2（1分）設(shè)小鐵塊經(jīng)過t1從木箱右端滑落，有答圖 3 x1 x2 x3 x 20 10 1112v tv tatl（1 分）小鐵塊滑落時，木箱的速度v1，則 v1v0a t1 （1分）小鐵塊滑落后，木箱在f 作用下以速度v1作勻速運動，小鐵塊以初速度 v0作平拋運動，下落時間為t2，有0 21 2xv tv t（1 分）聯(lián)立得x 0.8m （1 分）（2）小鐵塊在水平方向的速度不變，平拋運動時下落時間也不變，因此，小鐵塊剛滑落時，要求木箱速度剛好為零，此后木箱就停止了運動，小鐵塊的落地點距木箱右端最遠。設(shè)小鐵塊在木箱上運動時間為t3，有 0v0a t3（