板塊模型總結(jié)(共14頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1、（8分）如圖20所示，長L = 1.3 m，質(zhì)量M = 5.0 kg的平板小車A靜止在光滑的水平面上，小車左端放有質(zhì)量m = 1.0 kg的小木塊B(可以看作質(zhì)點(diǎn))，木塊B與小車A之間的動(dòng)摩擦因數(shù) = 0.20，現(xiàn)用水平恒力F拉動(dòng)木塊B在小車A上滑行.求：(1) 小木塊B在平板小車A上滑行時(shí)，小車A的加速度大小、方向；圖20FAB左右(2) 當(dāng)F=時(shí)，使木塊B從小車A的右端與A脫離時(shí)，小車A的動(dòng)能和此過程中F對木塊B做的功.2、（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(dòng)摩擦因數(shù)1 =

2、 0.04在A的右端有一個(gè)小物塊B（可視為質(zhì)點(diǎn)）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(dòng)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(yuǎn)距離；（2）若只改變物理量0、2中的一個(gè)，使B剛好從A上滑下請求出改變后該物理BAv0L圖19量的數(shù)值（只要求出一個(gè)即可） 3、（8分）如圖13所示，水平地面上一個(gè)質(zhì)量M=40kg、長度L=20m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(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻將質(zhì)量m=10 kg的物塊(物塊可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在木板最右端。 木板

3、與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=？若物塊與木板間無摩擦，求物塊離開木板所需的時(shí)間；FmM圖13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)過多長時(shí)間木板停止運(yùn)動(dòng)。(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在木板的最左端有一個(gè)小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），質(zhì)量m = 1.0 kg小滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù) = 0.30開始時(shí)它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)某時(shí)刻起對小滑塊施加一個(gè)F = 8.0 N水平向右的恒力，此后小滑塊將相對木板滑動(dòng). （1）求小滑塊離開木板時(shí)的速度；（2）假設(shè)只改變M、m

4、、F中一個(gè)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(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）.mMF圖15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(yùn)動(dòng)，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= 5.0 m/s2 設(shè)經(jīng)過時(shí)間t后小滑塊離開木板。在這段時(shí)間內(nèi)小滑塊的位移木板所受向右的摩擦力 f = f，向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)牛頓第二定律，木板的加速度a2= 3.0 m/s2在時(shí)間t內(nèi)木板的位移FFx2x1L由圖可知 L = x1 x2，解得 t = 1.0 s則小滑塊離開木板時(shí)的速度v = a1t = 5.0

5、m/s（2）小滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度 木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度任意時(shí)刻小滑塊與木板速度之比欲使小滑塊速度是木板速度的2倍，應(yīng)滿足若只改變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（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(diǎn)）放在桌面A端. 現(xiàn)對小物塊施加一個(gè)F0.8 N的水平向右的恒力，小物塊從靜止開始運(yùn)動(dòng). 當(dāng)它經(jīng)過桌面上的B點(diǎn)時(shí)撤去力F，一段時(shí)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

6、物塊在A、B間運(yùn)動(dòng)時(shí)與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1 = 0.2，在B、C間運(yùn)動(dòng)時(shí)與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)2 = 0.1. （1）求小物塊落地點(diǎn)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(diǎn)與桌面C端的水平距離變?yōu)樵瓉淼?倍. 請你通過計(jì)算說明這位同學(xué)的判斷是否正確.FhABC圖15（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(jì)），質(zhì)量M=2.0kg，槽的長度L=2.0m，在木板槽的最左端有一個(gè)小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），質(zhì)量m=1.0kg，小滑塊與木板槽之間的動(dòng)摩擦因數(shù).

7、開始時(shí)它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)，某時(shí)刻起對木板槽施加一個(gè)F=10.0N水平向左的恒力，此后小滑塊將相對木板槽滑動(dòng)。（1）求小滑塊滑到木板槽中點(diǎn)時(shí)速度的大?。唬?）水平面光滑是一種理想化的情況，實(shí)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(dòng)摩擦因數(shù)=0.05。如果使小滑塊滑到木板槽中點(diǎn)時(shí)的速度與第（1）問所求速度相同，請你通過計(jì)算確定一種方案：即只改變M、m、F中一個(gè)物理量的大小，實(shí)現(xiàn)上述要求（只要提出一種方案即可）。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(yùn)動(dòng)，所受向右的摩擦力，增根據(jù)牛頓第二定律，木板槽的加速度設(shè)經(jīng)過時(shí)間t后小滑塊滑到木板槽中點(diǎn)，在這段時(shí)間

8、內(nèi)木板槽的位移小滑塊因受向左的摩擦力，將向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，小滑塊的加速度在時(shí)間t內(nèi)木板的位移由圖可知 解得 則小滑塊滑到木板槽中點(diǎn)時(shí)的速度（2）由于小滑塊滑到木板槽中點(diǎn)時(shí)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.8（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(gè)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(dòng)摩

9、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(gè)過程經(jīng)歷的時(shí)間t；（2）甲同學(xué)說，只增大平板的質(zhì)量M，可以縮短上述時(shí)間t；乙同學(xué)說，只減小平板的質(zhì)量M，可以縮短上述時(shí)間t請你通過計(jì)算，判斷哪位同學(xué)的說法是正確的LMFL平板木塊圖17解：N1mgFf1Mgf2NN2（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(dòng)摩擦力f1=N1=mg =0.40×2.0×10 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=m/s2 = 2.0m/s2平板的加速度a2=

10、m/s2 = 1.6m/s2設(shè)經(jīng)過t ，木塊恰好與擋板相撞，則L=解得 t2s（2）根據(jù)（1）可以求得時(shí)間t 如果只改變平板的質(zhì)量M，從上式可知，當(dāng)M增大時(shí)，時(shí)間t減小，所以甲同學(xué)說法正確（2011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(gè)質(zhì)量m=2.0kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），小物塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.20小物塊與長木板都處于靜止?fàn)顟B(tài)。從某時(shí)刻起對長木板施加一個(gè)水平向右的恒力F，使小物塊將相對長木板滑動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t=1.0s，小物塊恰好滑到木板的中點(diǎn)。取重力加速度g=10m/s2（1）求恒力F的大小；（2）假設(shè)改變M、m、F

11、中一個(gè)物理量的大小，使得經(jīng)過時(shí)間t=1.0s，小物塊恰好滑到木板的左端。請你通過計(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）解： 木板在外力F的作用下，與小物塊發(fā)生相對滑動(dòng)。小物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，沒小物塊加速度的大小為a1.對小物塊 f = mg = ma1即 a1 = 2.0m/s2x1x2MMmm木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，沒木反加速度 的大小為a2.在t=1.0s內(nèi)，小物塊向右運(yùn)動(dòng)的距離為 木板向右運(yùn)動(dòng)的為 依據(jù)題意 x2-x1= 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(yùn)動(dòng)的加速度= 2.0m/s2 經(jīng)過時(shí)間t，小物塊

12、向右運(yùn)動(dòng)的距離為 木板向右運(yùn)動(dòng)的距離為欲使經(jīng)過時(shí)間t = 1.0s，小物塊恰好滑到木板的左端，要求 即 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 . （2011年春）如圖17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(dòng)摩擦因數(shù)1 = 0.04小物塊B（可視為質(zhì)點(diǎn)）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(dòng)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

13、行的最遠(yuǎn)距離；（2）若只改變物理量0、1、2中的一個(gè)，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） BA0圖17L解：（1）B滑上A后，A、B在水平方向的受力情況如答圖所示Ff2Ff1Ff2AB答圖其中A受地面的摩擦力的大小Ff1 = 1 ( m1+ m2) gA、B之間摩擦力的大小Ff2 = 2 m2 g以初速度0的方向?yàn)檎较駻的加速度 B的加速度 由于a1> 0，所以A會相對地面滑動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t，A的速度 A的位移 B的速度 B的位移 當(dāng)1=2 時(shí)，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(yuǎn)距離為0.83m（2）要使B剛好從A上滑

14、下，即當(dāng)1=2時(shí)，有x2x1 = L解得 （i）只改變0，則 m/s = 2.2 m/s；（ii）只改變1，則1 = 0.06 ；（iii）只改變2，則2 = 0.14 . 4分4分（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 m，質(zhì)量M = 3.0 kg. 某時(shí)刻，一個(gè)小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以0 = 3.0 m/s的初速度滑上木板的右端，與此同時(shí)對木板施加一個(gè)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(dòng)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(dòng)的最大距離；（2）若只改變物理

15、量F、M、m中的一個(gè)，使得物塊速度減為零時(shí)恰好到達(dá)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)FmM0圖19解：（1）小物塊先向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，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(shí)間 t1=1.0 s，速度減為零.位移大小 = 1.5 m之后，小物塊向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)時(shí)間t2與木板相對靜止，此時(shí)它們的速度大小為，物塊向右運(yùn)動(dòng)的位移大小為x2.，答圖2Ff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(yùn)動(dòng)，設(shè)木板的加速度大小為a2根據(jù)牛頓第二定律得 F- mg = Ma2 = 1

16、.0 m/s2 木板的位移大小 可解得 t2 = 0.50 s，m，m答圖3x1x2x3x物塊相對木板滑動(dòng)的最大距離 = 2.25 m（2）若物塊速度減為零時(shí)恰好到達(dá)木板的左端，則 =F、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 = 0.20 kg8(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?fàn)顟B(tài)，其長度L=16 m質(zhì)量M=30 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(diǎn))，小 物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=010現(xiàn)對木板施加一個(gè)F=10 N方向水平向右的恒力，木板與小物

17、塊發(fā)生相對滑動(dòng)。取g=10m/s2 (1) 求木板開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小；(2)如果把木板從物塊下方抽出來，那么F持續(xù)作用的時(shí)間至少需要多長？（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h(yuǎn)3.2 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(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻在木箱上表面的左端滑上一質(zhì)量m2 kg，速度也為3m/s的光滑小鐵塊（視為質(zhì)點(diǎn)），重力加速度g取10 m/s2。求：MhLv0mF圖16（1）小鐵塊剛著地時(shí)與木箱右端的距離x；（2）若其它條件均不變，木箱寬至少為多長，小鐵塊剛著地時(shí)與木箱右端的距離最遠(yuǎn)。8（8分）解：（1）

18、未放小鐵塊，木箱受到的摩擦力為f1 ，有Ff1 ， f1Mg 放上小鐵塊，木箱受到的摩擦力為f2，此時(shí)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 （1分） 小鐵塊滑落時(shí)，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(yùn)動(dòng)，小鐵塊以初速度v0作平拋運(yùn)動(dòng)，下落時(shí)間為t2，有 （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(yùn)動(dòng)時(shí)下落時(shí)間也不變，因此，小鐵塊剛滑落時(shí)，要求木箱速度剛好為零，此后木箱就停止了運(yùn)動(dòng)，小鐵塊的落地點(diǎn)距木箱右端最遠(yuǎn)。設(shè)小鐵塊在木箱上運(yùn)動(dòng)

19、時(shí)間為t3，有 0v0a t3 （1分） （1分）聯(lián)立得 9m （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(diǎn)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(dòng)摩擦因數(shù)都相等，其值m0.20。開始時(shí)小金屬塊B與木板A均靜止，木板A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(dòng)了一段距離，再從平臺邊緣飛

20、出落到水平地面上，小金屬塊落地點(diǎn)到平臺的水平距離x=0.08m。 (取g10 m/s2，不計(jì)空氣阻力)求：（1） 小金屬塊B離開平臺時(shí)速度vB的大??；（2）小金屬塊B從開始運(yùn)動(dòng)到剛脫離木板A時(shí)，小金屬塊B運(yùn)動(dòng)的位移xB；（3）作用在木板上的恒力F的大小。BxFAhd圖178（8分）解答：（1）小金屬塊經(jīng)歷了三段運(yùn)動(dòng)過程：在木板上的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從木板上滑落后在平臺上的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，離開平臺后的平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)小金屬塊做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t3，由設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為vB，由x=vBt3解得 2分答圖3f1m1gF1（2） 小金屬塊B在長木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力如答圖3所示，小金屬塊B做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)

21、它的加速度為a1。答圖4f1m1gF1小金屬塊離開長木板后在桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力如答圖4所示，小金屬塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)它的加速度的大小為。 1分設(shè)小金屬塊在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對于地面運(yùn)動(dòng)的距離為x1，末速度為v1，所用時(shí)間為t1，則 設(shè)小金屬塊在平臺上運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對于地面運(yùn)動(dòng)的距離為x2，末速度為v2，v2=vB=0.20m/s由題意知 聯(lián)立以上四式，解得x1=0.25mx2=0.24mt1=0.5sv1=1.0m/s所以小金屬塊B從開始運(yùn)動(dòng)到剛脫離木板A時(shí)，小金屬塊B運(yùn)動(dòng)的位移xB=x1=0.25m 2分（3）取木板為研究對象，小金屬塊在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)，木板受力如答圖5所示。答圖5f1m2gF2FF1f2木板在t1時(shí)間內(nèi)向右運(yùn)動(dòng)距離為L+x1，設(shè)木板的加速度為a2，則1分根據(jù)牛頓定律F(f1+f2)=m2a2解得F=3.4N 2分 （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