高中物理板塊模型經(jīng)典題目和答案解析

1、WORD 整理版專業(yè)資料學(xué)習(xí)參考如圖，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1 的足夠長的木板，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摩擦力相等。現(xiàn)給木塊施加一隨時間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（）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靜止地向右做勻減速直線運動，運動過程中 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，位于一方桌的水平桌面的中央桌布的一邊與桌的12邊重

2、合，如圖已知盤AB與桌布間的動摩擦因數(shù)為，盤與桌面間的動摩擦因數(shù)為現(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邊若圓盤最后未從桌面掉下，則加速度AB滿足的條件是什么？（以a表示重g力加速度）10. 如圖所示，一足夠長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)物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運動時，撤掉拉力，此后木板和物塊相對于水平面的運動情況為（）物塊先向左運動，再向右運動物塊向右運動，速度逐漸增大，直到做勻速運動木板木板向右運動，速度逐漸變小，直到做勻速運動D木板和物塊的速度都逐漸變小，直到為零物塊拉力14. 質(zhì)量為m

3、=1.0 kg的小滑塊 ( 可視為質(zhì)點) 放在質(zhì)量為m =3.0 kg的長木板的右端, 木板上表面光滑, 木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為=0.2, 木板長L=1.0 m開始時兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài), 現(xiàn)對木板施加水平向右的恒力2F=12 N,如圖 3-12 所示 , 為使小滑塊不掉下木板, 試 求 :( g 取 10 m/s )水平恒力F 作用的最長時間;水平恒力F 做功的最大值.10 如圖9 所示，一足夠長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)物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運動時，撤掉拉力，此后木板和物塊相對于水平 面的運動情況為()圖 9

4、A物塊先向左運動，再向右運動 B物塊向右運動，速度逐漸增大，直到做勻速運動 C木板向右運動，速度逐漸變小，直到做勻速運動 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，物體質(zhì)量m 為 0.5 kg，物體與小車間的動摩擦因數(shù)為0.3 ，則：圖 18小車在外力作用下以1.2 m/s2 的加速度向右運動時，物體受摩擦力多大？欲使小車產(chǎn)生a 3.5 m/s2 的加速度，需給小車提供多大的水平推力？若要使物體m 脫離小車，則至少用多大的水平力推小車？若小車長 L 1 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，則

5、滑離小車需多長時間？( 物體 m 看作質(zhì)點 )如圖所示，木板長L 1.6m ，質(zhì)量M 4.0kg ，上表面光滑，下表面與地面間的動摩擦因數(shù)為 0.4.質(zhì)量 m 1.0kg 的小滑塊 ( 視為質(zhì)點 ) 放在木板的右端，開始時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 g 10m/s 2，求：木板所受摩擦力的大?。皇剐』瑝K不從木板上掉下來，木板初速度的最大值如圖所示，質(zhì)量為 1kg，長為 2.7m的平板車，其上表面距離水平地面的高度為mL0.2m ，以速度hv0 4m/s 向右做勻速直線運動，A、 B 是其左右兩個端點從某時刻起對平板車施加一個大小為5N 的水平向左的恒力，并同時將一個小

6、球輕放在平板車上的點 ( 小球可視為質(zhì)點，放在點時相對于地面的速度為零) ，F(xiàn)PPL2PB 3. 經(jīng)過一段時間，小球從平板車上脫離后落到地面上不計所有摩擦力，g 取 10m/s .求：小球從放到平板車上開始至落到地面所用的時間；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的水平面上，木板質(zhì)量M 4kg ，長L 1.4m ，木板右端放著一個小滑塊小滑塊質(zhì)量為m 1kg ，其尺寸遠(yuǎn)小于L. 小滑塊與木板間的動摩擦因數(shù) 0.4， g 10m/s 2.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？其他條件不變，若恒力 22.8N 且始終作用于F上

7、，最終使M能從上滑落，在mMm上滑動的時間是多M少？18 如圖所示，一塊質(zhì)量為 m，長為 L 的均質(zhì)長木板放在很長的光滑水平桌面上，板的左端有一質(zhì)量為m的小物體 ( 可視為質(zhì)點 ) ，物體上連接一根很長的細(xì)繩，細(xì)繩跨過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，已知整個過程中板的右端都不會到達(dá)桌邊定滑輪處試求：當(dāng)物體剛到達(dá)木板中點時木板的位移；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

8、拉力 F 拉 B，使 A 、B 以同一加速度運動，求拉力 F 的最大值。專業(yè)資料學(xué)習(xí)參考WORD 整理版變式 1 例 1 中若拉力F 作用在A 上呢？如圖2 所示。變式 2 在變式1 的基礎(chǔ)上再改為：B 與水平面間的動摩擦因數(shù)為（認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），使 A 、B 以同一加速度運動，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=8N ，當(dāng)小車速度達(dá)到 1 5m/s 時，在小車的前端輕輕放上一大小不計、質(zhì)量 m=2kg的物體，物體與小車間的動摩擦因數(shù)=0 2， 小車足夠長，求物體從放在小車上開始經(jīng)t =1 5s

9、通過的位移大小。（g 取 10m/s 2）=1 5m 的木練習(xí) 1 如圖 4 所示，在水平面上靜止著兩個質(zhì)量均為=1kg 、長度均為板和，間距=6m，mLM=2kg 的小滑塊C， A、 B 與 C 之間的動摩擦因數(shù)AB A 、Bs在 A 的最左端靜止著一個質(zhì)量為為 1=0 2， A、B 與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為2 =0 1。最大靜摩擦力可以認(rèn)為等于滑動摩擦力?，F(xiàn)在對C 施加一個水平向右的恒力 F=4N ， A 和 C 開始運動，經(jīng)過一段時間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)過時間t =10s 時 A 、B、C 的速度分別為多少？（已知重力加速

10、度g=10m/s 2）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，木板與地面間的動摩擦因數(shù)，在木板的左端放置一個質(zhì)量m=1kg 、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)，取g=10m/s 2，試求：（ 1）若木板長L=1m ，在鐵塊上加一個水平向右的恒力F=8N ，經(jīng)過多長時間鐵塊運動到木板的右端？專業(yè)資料學(xué)習(xí)參考WORD 整理版（ 2）若在鐵塊上施加一個大小從零開始連續(xù)增加的水平向右的力F，通過分析和計算后，請在圖6 中畫出鐵塊受到木板的摩擦力f 2 隨拉力F 大小變化的圖象。（設(shè)木板足夠長）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靜止時，所受

11、的摩擦力為靜摩擦力。在達(dá)到kt最大靜摩擦力前，木塊和木板以相同加速度運動，根據(jù)牛頓第二定律a1a2。木塊和木板相對m1m2運動時，am 2 g1恒定不變，a 2ktg 。所以正確答案是A。m 1m2【解析】：考查牛頓運動定律處理連接體問題的基本方法，簡單題。對于多個物體組成的物體系統(tǒng)，若系統(tǒng)內(nèi)各個物體具有相同的運動狀態(tài)，應(yīng)優(yōu)先選取整體法分析，再采用隔離法求解。取A、 B 系統(tǒng)整體分析有f 地 A=( m AmB ) g( m Am B )a ， a=g， B 與 A 具有共同的運動狀態(tài)，取 B 為研究對象，由牛頓第二定律有：f AB =mB gm B a常數(shù) ，物體B 做速度方向向右的勻減速運

12、動，故而加速度方向向左。例1 本題涉及到圓盤和桌布兩種運動，先定性分析清楚兩者運動的大致過程，形成清晰的物理情景，再尋找相互間的制約關(guān)系，是解決這一問題的基本思路。x2x 1aL/2x桌布桌布從圓盤下抽出的過程中，圓盤的初速度為零，在水平方向上受桌布對它的摩擦力F1=1mg 作用，做初速為零的勻加速直線運動。桌布從圓盤下抽出后，圓盤由于受到桌面對它的摩擦力F2 =2mg 作用，做勻減速直線運動。設(shè)圓盤的品質(zhì)為m，桌長為L，在桌布從圓盤下抽出的過程中，盤的加速度為a1 ，則根據(jù)牛頓運動定律有 1 mg =ma 1，桌布抽出后，盤在桌面上做勻減速運動，以a2 表示加速度的大小，有2mg =ma 2

13、 。設(shè)盤剛離開桌布時的速度為v1，移動的距離為x1，離開桌布后在桌面上再運動距離x2 后便停下，則有v 22a112x ， v2ax，1122L盤沒有從桌面上掉下的條件是x22x1 ，專業(yè)資料學(xué)習(xí)參考WORD 整理版設(shè)桌布從盤下抽出所經(jīng)歷時間為t ，在這段時間內(nèi)桌布移動的距離為x，有x1 at2， x 121 a1 t，22L而xx1 ，2由以上各式解得a12221 g 。10. 答： B C解：對于物塊，由于運動過程中與木板存在相對滑動，且始終相對木板向左運動，因此木板對物塊的摩擦力向右，所以物塊相對地面向右運動，且速度不斷增大，直至相對靜止而做勻速直線運動，B 正確；撤掉拉力后，對于木板，

14、由作用力與反作用力可知受到物塊給它的向左的摩擦力作用，則木板的速度不斷減小，直到二者相對靜止，而做勻速運動，C 正確；由于水平面光滑，所以不會停止，D 錯誤。14. 解 析 : (1)撤力前木板加速, 設(shè)加速過程的位移為1, 加速度為1, 加速運動的時間為xa1; 撤力后木板減速, 設(shè)t減速過程的位移為x , 加速度為a , 減速運動的時間為t . 由牛頓第二定律得撤力前:222F ( m +M) g=Ma (1 分 )142解得 a1m/s(1 分 )3撤力后 : ( m +M ) g=Ma (1 分 )解得 a21x183a1t1m/s2 2 , x22(1 分 )12a2 t2(1 分

15、)22為使小滑塊不從木板上掉下, 應(yīng)滿足x1+ x2 L(1 分 )又 a 1t 1 =a2t 2 (1 分 )由以上各式可解得t 1 1 s所以水平恒力作用的最長時間為1 s.(1分 )(2) 由上面分析可知, 木板在拉力作用下的最大位移F212142 m分1231m3(1)a tx121可得 F 做功的最大值WFx112答案 : (1)1 s(2)8 JJ8J.(1 分 )310 解析：物塊相對于木板滑動，說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

16、： BC解析： (1) mF1m1與 M 間最大靜摩擦力1.522F1 mg 1.5 N ，當(dāng) m 與 M 恰好相對滑動時的加速度為：F ma， a m0.5m/s 3 m/s ，則當(dāng) a 1.2 m/s2 時， m 未相對滑動， 所受摩擦力0.5 1.2 N 0.6 NF ma當(dāng) a 3.5 m/s2 時， m 與 M 相對滑動，摩擦力F f ma 0.5 3 N 1.5 N隔離 M 有 F Ff MaF Ff Ma 1.5 N 2.0 3.5 N 8.5 N當(dāng) a 3 m/s 2 時 m 恰好要滑動專業(yè)資料學(xué)習(xí)參考WORD 整理版222F ( M m ) a 2.5 3 N 7.5 N (

17、4) 當(dāng) F 8.5 N 時 ， a 3.5 m/s 2 a 物 體 3 m/sa 相 對 (3.5 3) m/s 0.5 m/s12由 L a 相對 t ，得 t 2 s.2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( M m) g 故木板所受摩擦力Ff ( M m ) g 20N Ff2 (2) 木板的加速度a M 5m/s2滑塊靜止不動，只要木板位移小于木板的長度，滑塊就不掉下來，根據(jù)v0 2ax 4m/s 即木板初速度的最大值是4m/s.v0 0 2ax 得17 答案 (1)2.0s

18、(2)6m/s，方向向左 解析 (1) 對平板車施加恒力F 后，平板車向右做勻減速直線運動，加速度大小為F2a 5m/sm平板車速度減為零時，向右的位移2v02Ls0 2a 1.6m20N(2)2s 解析 (1) 小滑塊與木塊間的滑動摩擦力F FN mg .小滑塊在滑動摩擦力F 作用下向右做勻加速運動的加速度F12a m g 4m/s .FF，木板在拉力F 和滑動摩擦力F 作用下向右做勻加速運動的加速度a2 M使 m 能從 A 上滑落的條件為a a ，21專業(yè)資料學(xué)習(xí)參考WORD 整理版F F F 即M m，解得 F ( M m ) g 20N.(2) 設(shè) m 在 M 上面滑行的時間為t ，恒

19、力F 22.8N ，木板的加速度12122F F2a M 4.7m/s，小滑塊在時間t 內(nèi)運動位移s 1 2a1t，木板在時間t 內(nèi)運動的位移s22a2t ，又 s 2 s 1 L，解得t 2s.【解析】(1)與相對滑動過程中mm做勻速運動，有：m 1vts1m 做勻加速運動，有：2vt s2s1 s2 L/2聯(lián)立以上三式解得：s2 L/2(2) 設(shè) m 與 m之間動摩擦因數(shù)為1當(dāng)桌面光滑時有：m g1 ma 1 v21 2 2a s2由 解得： 1mvgm L如果板與桌面有摩擦，因為m 與桌面的動摩擦因數(shù)越大，m 越易從右端滑下，所以當(dāng)好共速時該動摩擦因數(shù)最小，設(shè)為 2對有：()m滑到 m

20、右端兩者剛212v2 t s 22v 2a2s2 對有：mvts1s1 s 2 Lmv 2聯(lián)立解得： 2 2(mm) gL2mv所以桌面與板間的動摩擦因數(shù)2( m m) gL例 1 分析：為防止運動過程中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 一起加速運動時，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 一起加速運動時，拉力F 的最大值為：專業(yè)資料學(xué)習(xí)參考WORD 整理版專業(yè)資料學(xué)習(xí)參考變式 2 解答：木板 B 能獲得的最大加速度為：設(shè) A、 B 一起加速運動時，拉力F 的最大值為Fm，則：2解得： 例 2 解答：物體放上后先加速：