板塊模型分類導析

板塊模型分類導析精選文檔x1x2x1x2模型分類導析例1.一顆子彈m以速度v打入靜止在光滑地面的木塊中，設(shè)最后達到的共012小為f，所發(fā)熱量為Q，下列方程正確的是(ACF)122022022D．f(xx)=1Mv202E．f(xx)=1Mv2+Q2220例2.一顆子彈m以速度v打入靜止在光滑地面的木塊中，設(shè)最后達到的共012正確是(ABC)12122只要木板足夠長，最后一定以共同速度運動：2.共速之后的情況有兩種：一是一共同的加速度一起減速，二是木板一較大的加速度減速，木塊一較小的加速度減速。不可能出現(xiàn)的情況是：(1)木板以較小的加速度減速，木塊以較大的加速度減速。否則木塊受到向前的摩擦力，將加速。(2)木板和木塊有一個加速。否則加速的物體受到的摩擦力向前，加速度物體必須比減速的物體快，這說明沒有達到共vv1vv12vm先以加速度a=加速，m先以加速度a=2M矛盾。這是不可能的。121m2M能否共速，以及共速之后的情況，取決于兩個加速度的大小比較。注意：以下加速度大小是指數(shù)學意義的大小，而不是指絕對值。2(2)0<a<a，即F>mg>(m+M)g，只要木板足夠長，一定能共速。共速之1212后一起做勻加速運動。(3)a<0<a，即mg>F>(m+M)g，只要木板足夠長，一定能共速。共速之1212后一起做勻加速運動。(4)a<0<a，即mg>(m+M)g>F，只要木板足夠長，一定能共速。共速之1212后一起做勻減速運動。(5)a<a<0，即F<mg<(m+M)g，只要木板足夠長，可能共速，也可能在1212共速之前木板停下。1112v<v12總結(jié)：分析板塊模型需要從以下幾個步驟下手；(1)比較初速度大小，確定摩擦力方；(2)比較加速度大小，確定能否共速；(3)共速之后進行受力分析，確定能否一起運動。1.質(zhì)量為m=1kg的木塊以水平速度v=9m/s滑上一個靜0止在粗糙水平面上質(zhì)量為M=1kg動，最后與木板相對靜止，已知木板與木塊的動摩擦因數(shù)為擦因數(shù)為μ=，木板足夠長。達到共同速度時木塊相對地面的位移為21212 2.質(zhì)量為m=1kg的木塊放在質(zhì)量為M=1kg的木板上，相對地面靜止。某時刻木塊在恒力F=8N的作用下開始向右運動，并帶動木板也運動，已知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ=，木板與地面12為_____________，木板相對地面的位移為_____________。(4m、2m)3.如圖所示，長L=16m，質(zhì)量M=1kg的木板靜放在光滑的水平面上，質(zhì)量m=1kg的小物塊放在木板的左端，木板和物塊間的動摩擦因數(shù)μ=?，F(xiàn)對木塊施(1)使物塊掉不下去的拉力F(2N)(2)如果拉力F=10N恒定不變，小物塊所能獲得的最大動能(2J)4.如圖所示，長L=1.6m，質(zhì)量M=3kg的木板靜放在光滑水平面上，質(zhì)量m=1kg的小物塊放在木板的右端，木板和物塊間的動摩擦因數(shù)μ=．現(xiàn)對木板施加一水平 (1)使物塊不掉下去的最大拉力F；(2)如果拉力F=10N恒定不變，小物塊的所能獲得的最大速度．解：(1)求物塊不掉下時的最大拉力，其存在的臨界條件必是物塊與木板具有共同最大加速度a112M由1at2-1at2=L，得物塊滑過木板所用時間t＝1.6s2221物塊離開木板的速度v＝at＝1.6m/s115.如圖所示，質(zhì)量M=8kg的小車放在水平光滑的平面上，在小車左端加一水平恒力F，F(xiàn)=8N，當小車向右運動的速度達塊與小車間的動摩擦因數(shù)μ=，小車足夠長。求從小物塊放上小車開始，經(jīng)過t=小物塊通過的位移大小為多少(分析：當小物塊放上小車后，在水平方向上受向右的摩擦力，所以小物塊做勻加速直線運動，小車在水平方向上受推力和物塊的摩擦力也做勻加速直線運動．求出兩者速度相等時所經(jīng)歷的時間，判斷物塊和小車能否保持相對靜止，一起做勻加速直線運動．判斷出物塊和小車的運動情況，根據(jù)運動學公式求出物塊的位移．解：開始一段時間，物塊相對小車滑動，兩者間相互作用的滑動摩擦力的大小為Ff=μmg=4N．物塊在Ff的作用下加速，加速度為am==2m/s2．FfaFFfms2．MMmst速度υ，則有：01m10M11在這t時間內(nèi)物塊向前運動的位移為s=1at=1m．以后兩者相對靜止，相互作用112m22122222可見小物塊在總共時間內(nèi)通過的位移大小為s=s+s=2.1m．121點評：解決本題的關(guān)鍵理清小車和物塊在整個過程中的運動情況，然后運用運動學況，然后運用運動學公式求解．6.(2013高考25.18分)一長木板在水平地面上運動，在t=0時刻將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上，以后木板運動的速度－時間圖像如圖所示。己知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦.物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，且物塊始終在木板上。取重力加速度的大小g＝10m/s2求:(2)從t＝0時刻到物塊與木板均停止運動時，物塊相對于木板的位移的大小.小解：(1)從t=0時開始，木板與物塊之間的摩擦力使物塊加速，使木塊減速，此過程一會持續(xù)到物塊和木板具有相同速度為止。由圖可知，在t=時，物塊和木板的速度相同。設(shè)t=0到t=t時間間隔內(nèi)，物塊和1112式中v=5m/s、v=1m/s分別為模板在t=0、t=t時速度大小。011設(shè)物塊和木板的質(zhì)量為m，物塊和木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ、μ，由牛頓第12二定律得mm1+22聯(lián)立式得=1=2(2)在t時刻后，地面對木板的摩擦力阻礙木板運動，物塊和木板之間的摩擦力1改變方向。設(shè)物塊與木板之間的摩擦力大小為f，物塊和木板的加速度大小分別為a,和a,，則由牛頓第二定律得假設(shè)fmg，則a,=a,；由式得f=mg>mg，與假設(shè)矛盾，故11221由⑦⑨式知，物塊加速度的大小a,等于a；物塊的v-t圖像如圖中點劃線所示。1由運動學公式可推知，物塊和木塊相對于地面的運動距離分別為物塊相對于木板的位移大小為聯(lián)立式得ML很長的光滑水平桌面上，板的左端有一質(zhì)量為m的物塊，物塊上連接一根很長的細繩，細繩跨過位于桌面的定滑輪，某人以恒定的速率v向下拉繩，物塊最多只能到達板的中央，而此時的右端尚未到桌邊定滑輪，試求(1)物塊與板的動摩擦因數(shù)及物體剛到達板的中點時板的位移(2)若板與桌面之間有摩擦，為使物體能達到板的右端，板與桌面間的動摩擦因數(shù)范圍(3)若板與桌面之間的動摩擦因數(shù)取(2)問中的最小值，在物體從板的左端運動到板的右端的過程中，人拉繩的力所做的功(其它阻力不計)解：(1)設(shè)物塊在板上滑行的時間為t,對板應(yīng)用動量定理得:1111mg1設(shè)在此過程中物塊前進位移為s,板前位移為s,1211?llmgl2222.(2)設(shè)板與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ,物塊在板上滑行的時間為22.得得122tt=Mv2mg(m+M)g2又設(shè)物塊從板的左端運動到右端的時間為t，則3為了使物塊能到達板的右端,必須滿足t≥t23Mv2即Mv2l，Mv222(m+M)glmg(m22(m+M)gl所以為了使物塊能到達板的右端,應(yīng)使板與桌面的動摩擦因數(shù)Mv222(m+M)glT左端到達右端的過程中物塊的位移為s,則有:T-3133T31mgl所以繩的拉力做功為2Mv2.k1221228.質(zhì)量為m＝1.0kg、帶電量Q＝+×10-4C的小滑塊(可視為質(zhì)點)放在質(zhì)量為M0＝2.0kg的絕緣長木板的左端，木板放在光滑水平面上，滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ＝，木板長L＝1.5m，開始時兩者都處于靜止狀態(tài)，所在空間加有一個方向豎直向下強度為正＝×104N/C的勻強電場，如圖所示。取g＝l0m/s2，試(1)用水平力F拉小滑塊，要使小滑塊與木板以相同的速度一起運動，力F應(yīng)滿足00什么條件?(2)用水平恒力F拉小滑塊向木板的右端運動，要使滑塊在s末從木板右端滑出，【解析】(1)當拉力F作用于滑塊m上，木板能夠產(chǎn)生的最0大加速度為:a=(mg+qE)=2.0m/s2………1分MM為使滑塊與木板共同運動，滑塊最大加速度a≤a……………1分mM對于滑塊有:F一(mg+qE)=ma………………1分0m即為使滑塊與木板之間無相對滑動，力F不應(yīng)超過…………1分2s=1at2，s=1at2，s-s=L……………2分12122212滑動過程中木板的加速度a=2.0m/s2，則可得滑塊運動的加速度a=5.0m/s2……121分對滑塊:F=(mg+qE)+ma………………2分01(3)在將小滑塊從木板右端拉出的過程中，系統(tǒng)的內(nèi)能增加了:9.如圖所示，質(zhì)量M＝10kg、上表面光滑的足夠長的木板的在F＝50N的水平拉力作用下，以初速度v=5m/s沿水平地面向右勻速運動．現(xiàn)有足夠多的小鐵塊，它0們的質(zhì)量均為m=1kg，將一鐵塊無初速地放在木板的最右端，當木板運動了L＝1m試試問：(取g＝10m/s2)(2)最終木板上放有多少塊鐵塊？(3)最后一塊鐵塊與木板右端距離多遠？解：(1)木板最初做勻速運動，由F=μMg解得，μ＝F=Mg11101v6m/s1(2)設(shè)最終有n塊鐵塊能靜止在木板上．則木板運動的加速度大小為：a=nmgnM1012123n-1n：(1+2+3+…+n)×2(mg)L=v2-v2M0nn(3)從放上第1塊鐵塊至剛放上第7?塊鐵塊的過程中，由(2)中表達式可得：2M06從放上第7?塊鐵塊至木板停止運動的過程中，設(shè)木板發(fā)生的位移為d，則：【解析】M6710.(2015高考25題.20分)下暴雨時，有時會發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。某地有一傾角為θ=37°(sin37°=3)的5雨中，A浸透雨水后總質(zhì)量也為m(可視為質(zhì)量不變的滑塊)，在極短時間內(nèi)，A、1822gms。求：【答案】(1)a=3m/s2；a=1m/s2；(2)4s12(1)在0-2s內(nèi)，A和B的受力如圖所示有滑動摩擦力公式和力的平衡條件得：122221以沿著斜面向下為正方向，設(shè)A和B的加速度分別為a、a，由牛頓第二定律可1211212121111222t>t時，設(shè)A和B的加速度分別為a、a，此時AB之間的摩擦力為零，同理可得112s1a=-2m/s222222聯(lián)立可得2123可得t=1s(另一解不合題意，舍去)3總123(利用下面的速度圖象求解，正確的，參照上述答案信參考給分)11.如圖所示，質(zhì)量m=1kg的小物塊放在一質(zhì)量為M=4kg與水平面間的摩擦不計。物塊用勁度系數(shù)k=25N/m的彈簧拴住，彈簧的另一端固定。開始時整個裝置靜止，彈簧處于原長狀態(tài)。現(xiàn)對木板施以F=12N的水平向右恒力，在彈簧第一次拉伸到最長時木板的速度為v=m/s,(最大靜摩擦力可認為等滑0，g=10m/s2)(1)開始施力的瞬間的物塊的加速度多大物塊達到最大速度時離出發(fā)點多遠(2)從開始運動到彈簧第一次拉伸到最長的過程中系統(tǒng)增加的內(nèi)能是多少？解：(1)施力后物塊與木板即發(fā)生相對滑動，剛施力時，彈簧不發(fā)生形變，根據(jù)牛頓第二定律μmg=ma……………………(1)代入數(shù)值解得a=2m/s2 ()2(2)物塊達到最大速度時合力為零，即kx=μmg ()3解得：x=0.08m ()4 (3)對木板應(yīng)用牛頓定律F-μmg=Ma ()51解得a=2.5m/s2………………(6)1木板做初速度為0的勻加速運動v2=2as………………(7)t1板解得S=0.50m………………(8)板根據(jù)簡諧振動的對稱性S=2x=0.16m……(9)塊由于摩擦而損失的機械能為ΔE=μmg(s－s)=……………板塊12.質(zhì)量為M的特殊平板在光滑的水平面上以速度v=4m/s向右勻速運動，在平板上方存在厚度的d0=2cm的“相互作用區(qū)域”(如圖中虛線部分所示)，“相互作用區(qū)域”上方高h=20cm處有一質(zhì)1gk(1)物塊P下落至平板剛接觸時的速度v多大2(3)欲使物塊P不致于落到光滑的水平面上，平板L至少為多長？解：(1)P先做自由落體運動，然后進入相互作用區(qū)做勻減速運動v2=2gh(1121m2(2)P先做自由落體運動過程，有h=v1+0t(1分)21進入相互作用區(qū)做勻速運動過程，有d=1+v1t(1分)22112(1分)1210(m+3m)v=3mv(2分)02202由由以上各式解得L=3v=0.6m(1分)28(k+1)g所以物塊P不致于落到光滑的水平面上，平板的長度至少為L=L+L=0.88m+1213.如圖所示，質(zhì)量M=4kg的足夠長圓管靜止放在光滑滑水平面上，圓管外表面光滑內(nèi)表面粗糙，有一質(zhì)量m=1kg的小球以水平向右的初速度υ=20m/s射入管內(nèi)，0小球直徑略小于圓管內(nèi)徑，該區(qū)域除重力場之外還存在著一個力場，該力場只對小球施加豎直向上的作用力，作用力的大小跟小球的速率成正比，即F=kv，k=1Ns/m。該力場對圓管沒有作用力，重力加速度g=10m/s2，求：(1)最終小球的速度v和圓管的速度v12(2)整個過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q。解：(1)設(shè)當場力剛好與重力平衡時，小球的速度為