板塊模型專題訓(xùn)練

1、mg板塊類運(yùn)動(dòng)問題專題練習(xí)1. (P47 20 )如圖13所示，有一定厚度的長(zhǎng)木板在水平面上 滑行，木板的質(zhì)量m=4.0 .木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.20,木板上表面距水平面的高度0.050m.當(dāng)木板滑行速度V03.0m時(shí)，將一小物塊C輕放在木板右端B點(diǎn)處.C可視為質(zhì)點(diǎn)， 它的質(zhì)量m=1.0.經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，小物塊C從木板的左端A點(diǎn)滑 出，它落地時(shí)的動(dòng)能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(shí)，木板左端A點(diǎn)距小物塊的落地點(diǎn)的水 平距離S=0.90m.求：(1)小物塊C從木板的A點(diǎn)滑出時(shí)，木板速度的大??；V0 -Hb(2)木板的長(zhǎng)度L.LA hL L -圖131解：分

2、析：小物塊C放到板上后，C受力如圖1,離開木之前作向右的勻加速運(yùn)動(dòng)， 假設(shè)C離開木板時(shí)的速度為，C離開 木板后向右做平拋運(yùn)動(dòng)， 砸到地面后立即停下來(lái)； 木板的受力如 圖2, C離開它之前，木板做勻減速運(yùn)動(dòng)，假設(shè) C離開木板時(shí)木 板的速度為，隨后木板以初速度勻減速滑動(dòng)，直到停下來(lái)。m2g圖(1) C平拋過(guò)程中只受重力作用，機(jī)械能守恒，得：1 22 m2Vc m2 gh = Ekc 0代入數(shù)據(jù)：Vc =im/s向右平拋的水平位移：Sx =vctc2h =0.1m所以C離開木板后，木板實(shí)際上由于地面摩擦力而勻減速滑 動(dòng)的位移為：S 滑=Sx Si =1mC離開木板后，木板受力如圖 3,由牛頓第二定N

3、地o 津：2 / 12f 地0 =mig =mao得：a0 -g = 2m/s (P23 24 )如圖11所示，水平地面上一個(gè)質(zhì)量 4.0 kg、長(zhǎng) 度2.0 m的木板，在8.0 N的水平拉力作用下，以 V02.0 m的速 度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng).某時(shí)刻將質(zhì)量.0 kg的物塊(物塊可視 為質(zhì)點(diǎn))輕放在木板最右端.(1)若物塊與木板間無(wú)摩擦，求物塊離開木板所需的時(shí)間；(2)若物塊與木板間有摩擦，且物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)和木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，求將物塊放在木板上后，經(jīng)故：vA - 2a0S = 2m/s(2)小物塊C放到木板上后離開木板之前，假設(shè)小物塊C在這個(gè)過(guò)程中的位移為則木板的位移為

4、&,根據(jù)動(dòng)能定理：122對(duì)木板 m1 ：(f + f地)(S2+l) =.mi(VAVo) 對(duì)小物塊m2： fS2m?vC -02假設(shè)C滑上木塊到分離所經(jīng)歷的時(shí)間為t,規(guī)定水平向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理：對(duì)木板 mi ：-(f + f地)t =m1(VA-Vo)對(duì)小物塊m2： ft =m2vC -0聯(lián)立得：f=1f地3聯(lián)立：l -0.6m過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間木板停止運(yùn)動(dòng)（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）ZZZZZ/ZZZ圖112解：（1）未放物塊之前，木板做勻速運(yùn)動(dòng).因此木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)E 0.20Mg若物塊與木板間無(wú)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

5、運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度 的大小為&.f1 F = 1f1：1)g(m M)g* 0.50 m 2f1F圖17 / 12M設(shè)物塊經(jīng)過(guò)時(shí)間t離開木板.木板在這段時(shí)間內(nèi)的位移=V0t 1 at22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(dòng)摩擦因數(shù)也為,則物塊放在木板上后將做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)物塊的加速度的大小為a2.2a2 =g = 2.0 m木板水平方向受力如圖a，2所示，它做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度的大小為a3.f1f2 F圖2f1 + f 2-F = 3()g + lF = 3a3 = 1.0 m設(shè)經(jīng)時(shí)間t

6、i,物塊與木板速度相等，此時(shí)它們的速度為v,此過(guò)程中木板的位移為 S1,物塊的位移為S2.v = Vo a3t iv = a2tlSi = Vot i a3tl2c 12S2 2t I2解得 t 1 2, V 4 Si 10 S2 4 3399因?yàn)镾1 s2V L,所以物塊仍然在木板上.之后，它們?cè)谒椒较虻氖芰θ鐖D3所示，二者一起做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)它們共一口同運(yùn)動(dòng)的加速度的大小為 a11圖3F一 圖3f 1-F = () a4() g-F = () a42a4 = 0.40 m設(shè)再經(jīng)過(guò)時(shí)間tn,它們停止運(yùn)動(dòng).0 = V a4t nt n 3t 總=t i + t n= 4.0 S因此將物塊

7、放在木板上后，經(jīng)過(guò) 4.0 s木板停止運(yùn)動(dòng).3. (P43 40 )如圖17所示，平板車長(zhǎng)6.0m,質(zhì)量10,將其置于光滑水平面上，車的上表面到水平面的距離1.25m?，F(xiàn)平板車正在光滑水平面上以 v010m向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻對(duì)平板車施加一個(gè)方向水平向左、大小F1=78N的恒力，與此同時(shí)，將一個(gè)質(zhì)量1.0的木塊輕放在平板車的右端。Fi作用1.0s后，將力的大小改為F2=422N (作用位置和施力方向不變)。F2作用一段時(shí)間后，木塊脫離平板車落到水平面上，在木塊脫離平板車的瞬間撤去 F2。已知平板車與木塊的動(dòng)摩擦因數(shù)以 =0.20 ,木塊可視為質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力可忽略不計(jì)，取10吊。求：(1)

8、木塊從離開平板車至落到水平面上所用的吐間；mFi M(2)在F1作用的時(shí)間內(nèi)，摩擦力對(duì)平板車做的功J二工；一Q一.圖17(3)木塊落到水平面上時(shí)，距離平板車右端的水平距離。3. （8分）解:(1)木塊離開平板車后，只受重力，在豎直方向做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)從木塊離開平板車開始至落到光滑水平面上所用的時(shí)間為t ,則有2解得爵0.50s（3 分）(2)木塊放到平板車右端后，木塊和平板車沿水平方g受m力情況如答圖2所示。M設(shè)此時(shí)平板車的加速度為 a1,木塊的加速度為答2根據(jù)牛頓第二定律,對(duì)平板車有Fi+ p i對(duì)木塊有2解 得 ：ai=8.0m2；a22.0m （1 分）設(shè)將木塊放到平板車右

9、端后經(jīng)過(guò)11時(shí)間木塊和平板車達(dá)到共同速度，則有 Vo ail i= a21i,解得：1 i=i.0s此時(shí)間剛好是Fi作用的時(shí)間，設(shè)在這段時(shí)間內(nèi)平板車的位移 為Xi則Xi=Vol iail i2, 解 得：xi=6.0m （i 分）在Fi作用的時(shí)間內(nèi)摩擦力對(duì)平板車做的功 林xi=-0.20Xi.0Xi0X6.0 i2J （ i 分）（3）在Fi作用的時(shí)間內(nèi)木塊的位移為X2= a21 i2=i.0mm 尸m；Fi'1M答圖3xii.0s末木塊距離平板車右端叱二 距離？一X2=5.0m,如答圖3所示。i.0s末平板車和木塊具有相同的速度 21i2.0mF2開始作用后，木塊和平板車沿水平方向9

10、 / i2答圖4受力的情況如答圖4所示。木塊做減速運(yùn)動(dòng)，具加速度大小不變，方向改變。設(shè)此時(shí)平板車的加速度為 a3根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)平板車有F2- 3解得：a3= 42m2設(shè)木塊在速度減為零時(shí)，木塊、平板車的位移分別為X3、X4, 取水平向右的方向?yàn)檎较颉3= v2/2a2=1.0m,木塊速度減為零所用時(shí)間 t 2= =1.0s斯1 以 X4= 2 a3t 2 = 1 19m因4 >?X說(shuō)明木塊在速度減為零之前已經(jīng)從平板車的右端 脫離。在F2作用t 3時(shí)間木塊與平板車脫離，在這個(gè)過(guò)程中木塊、平板車的位移分別為X5、X6,木塊的位移 X5= 3 a2t 3平板車的位移X63 a3t 3

11、2由答圖5所示的幾何關(guān)系可知X56?X ,由此解得：t3=0.50s （1 分）木塊離開平板車瞬間的速度 vi- a2t 31.0m木塊離開平板車后水平位移 X7= v 10.50m木塊離開平板車的瞬間平板車的速度 V2 a3t 3= 19m木塊離開平板車后平板車水平位移X8= v 2 9.5m木塊落到水平面上時(shí)距離平板車右端的水平距離X 7 +F1 8 / 12M:X2?XF1810m（1分）4 (P37 18 ) (05夏季會(huì)考)如圖15所示，水平桌面距地面的 高度0.80m.可以看成質(zhì)點(diǎn)的小金屬塊 C的質(zhì)量m=0.50,放在 厚度不計(jì)的長(zhǎng)木板上.木板長(zhǎng)0.865m,質(zhì)量 出0.20 ,木

12、板的A端跟桌面的邊緣對(duì)齊.小金屬塊C到木板B端的距離0.375m.假 定小金屬塊與木板間、木板與桌面間、小金屬塊與桌面間的動(dòng)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(dòng)了一段距離， 再?gòu)淖烂孢吘夛w出落到水平地面上.小金屬塊落地點(diǎn)到桌邊的水平距離0.08m.求作用在木板上的恒力 F的大小.4解：小金屬塊經(jīng)歷了三段運(yùn)動(dòng)過(guò)程：在木板上的名運(yùn)動(dòng)，從木板上滑落后在桌面上的勻減速直線運(yùn)動(dòng),的平拋運(yùn)動(dòng).B設(shè)小金屬塊做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t3 ,12h - 2 gt3*'廣* s第8題圖t

13、32 0.8010=0.4(s)設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為V2s = v2t31V2s 0.08=0.2( m/s)t30.4mig小金屬塊在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力如圖1所示，小金屬塊這時(shí)做13 / 12勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)它的加速度為 a1f1 = -午1 =mi1g =0.20 0.50 10 =1.0(N)f11.0m10.5_2= 2.0(m/s )小金屬塊離開長(zhǎng)木板后在桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力如圖2所示，小金屬塊這時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)它的加速度的大小為a14彳f1=午=m1g =0.2 0.5 10 =1.0(N)f1aif11.0m10.5_2-2.0(m/s )mg 圖2a1設(shè)小金屬塊在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí),相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的距離為S1,末速度為Vi,所用時(shí)間為11,2ViSi =-2a1S2,vi = ai tiGD設(shè)小金屬塊在桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的距離為末速度為V2,IF2mg圖3-2 ai S2 V2 -Vi(3)由題意知s1 +s2 = L d0聯(lián)立以上四式，解得Si=0.25mS2=0.24mt i=0.5sVii.Om取木板為研究對(duì)象，小金屬塊在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)，木板受力如圖3所示.f2