高中物理板块模型经典题目和答案Word下载.docx

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图18

（1）小车在外力作用下以1.2m/s2的加速度向右运动时，物体受摩擦力多大？

（2）欲使小车产生a＝3.5m/s2的加速度，需给小车供应多大的程度推力？

（3）若要使物体m脱离小车，则至少用多大的程度力推小车？

（4）若小车长L＝1m，静止小车在8.5N程度推力作用下，物体由车的右端向左滑动，则滑离小车需多长时间？

（物体m看作质点）

16．如图所示，木板长L＝1.6m，质量M＝4.0kg，上外表光滑，下外表及地面间的动摩擦因数为μ＝0.4.质量m＝1.0kg的小滑块（视为质点）放在木板的右端，开场时木板及物块均处于静止状态，现给木板以向右的初速度，取g＝10m/s2，求：

（1）木板所受摩擦力的大小；

（2）使小滑块不从木板上掉下来，木板初速度的最大值．

17．如图所示，质量为m＝1kg，长为L＝2.7m的平板车，其上外表间隔程度地面的高度为h＝0.2m，以速度v0＝4m/s向右做匀速直线运动，A、B是其左右两个端点．从某时刻起对平板车施加一个大小为5N的程度向左的恒力F，并同时将一个小球轻放在平板车上的P点（小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零），PB＝

.经过一段时间，小球从平板车上脱离后落到地面上．不计全部摩擦力，g取10m/s2.求：

（1）小球从放到平板车上开场至落到地面所用的时间；

（2）小球落地瞬间平板车的速度．

13．如图所示，有一块木板静止在光滑且足够长的程度面上，木板质量M＝4kg，长L＝1.4m，木板右端放着一个小滑块．小滑块质量为m＝1kg，其尺寸远小于L.小滑块及木板间的动摩擦因数μ＝0.4，g＝10m/s2.

（1）现用恒力F作用于木板M上，为使m能从M上滑落，F的大小范围是多少？

（2）其他条件不变，若恒力F＝22.8N且始终作用于M上，最终使m能从M上滑落，m在M上滑动的时间是多少？

18．如图所示，一块质量为m，长为L的均质长木板放在很长的光滑程度桌面上，板的左端有一质量为m′的小物体（可视为质点），物体上连接一根很长的细绳，细绳跨过位于桌边的定滑轮．某人以恒定的速度v向下拉绳，物体最多只能到达板的中点，已知整个过程中板的右端都不会到达桌边定滑轮处．试求：

（1）当物体刚到达木板中点时木板的位移；

（2）若木板及桌面之间有摩擦，为使物体能到达板的右端，板及桌面之间的动摩擦因数应满意什么条件？

例1如图1所示，光滑程度面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B，A、B间的最大静摩擦力为μmg，现用程度拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，求拉力F的最大值。

变式1例1中若拉力F作用在A上呢？

如图2所示。

变式2在变式1的根底上再改为：

B及程度面间的动摩擦因数为

（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），使A、B以同一加速度运动，求拉力F的最大值。

例2如图3所示，质量M=8kg的小车放在光滑的程度面上，在小车右端加一程度恒力F，F=8N，当小车速度到达1．5m/s时，在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体，物体及小车间的动摩擦因数μ=0．2，小车足够长，求物体从放在小车上开场经t=1．5s通过的位移大小。

（g取10m/s2）

练习1如图4所示，在程度面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为L=1．5m的木板A和B，A、B间距s=6m，在A的最左端静止着一个质量为M=2kg的小滑块C，A、B及C之间的动摩擦因数为μ1=0．2，A、B及程度地面之间的动摩擦因数为μ2=0．1。

最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。

如今对C施加一个程度向右的恒力F=4N，A和C开场运动，经过一段时间A、B相碰，碰后立即到达共同速度，C瞬间速度不变，但A、B并不粘连，求：

经过时间t=10s时A、B、C的速度分别为多少？

（已知重力加速度g=10m/s2）

练习2如图5所示，质量M=1kg的木板静止在粗糙的程度地面上，木板及地面间的动摩擦因数

，在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽视的铁块，铁块及木板间的动摩擦因数

，取g=10m/s2，试求：

（1）若木板长L=1m，在铁块上加一个程度向右的恒力F=8N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？

（2）若在铁块上施加一个大小从零开场连续增加的程度向右的力F，通过分析和计算后，请在图6中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小改变的图象。

（设木板足够长）

2.解析：

主要考察摩擦力和牛顿第二定律。

木块和木板之间相对静止时，所受的摩擦力为静摩擦力。

在到达最大静摩擦力前，木块和木板以一样加速度运动，依据牛顿第二定律。

木块和木板相对运动时，恒定不变，。

所以正确答案是A。

3．【解析】：

考察牛顿运动定律处理连接体问题的根本方法，简洁题。

对于多个物体组成的物体系统，若系统内各个物体具有一样的运动状态，应优先选取整体法分析，再采纳隔离法求解。

取A、B系统整体分析有

，a=μg，B及A具有共同的运动状态，取B为探讨对象，由牛顿第二定律有：

，物体B做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左。

例1．本题涉及到圆盘和桌布两种运动，先定性分析清晰两者运动的大致过程，形成清晰的物理情景，再找寻互相间的制约关系，是解决这一问题的根本思路。

桌布从圆盘下抽出的过程中，圆盘的初速度为零，在程度方向上受桌布对它的摩擦力F1=

1mg作用，做初速为零的匀加速直线运动。

桌布从圆盘下抽出后，圆盘由于受到桌面对它的摩擦力F2=

2mg作用，做匀减速直线运动。

设圆盘的品质为m，桌长为L，在桌布从圆盘下抽出的过程中，盘的加速度为a1，则依据牛顿运动定律有

1mg=ma1，

桌布抽出后，盘在桌面上做匀减速运动，以a2表示加速度的大小，有

2mg=ma2。

设盘刚分开桌布时的速度为v1，挪动的间隔为x1，分开桌布后在桌面上再运动间隔x2后便停下，

则有

，

盘没有从桌面上掉下的条件是，

设桌布从盘下抽出所经验时间为t，在这段时间内桌布挪动的间隔为x，有，，

而，

由以上各式解得。

10.答：

BC

解：

对于物块，由于运动过程中及木板存在相对滑动，且始终相对木板向左运动，因此木板对物块的摩擦力向右，所以物块相对地面对右运动，且速度不断增大，直至相对静止而做匀速直线运动，B正确；

撤掉拉力后，对于木板，由作用力及反作用力可知受到物块给它的向左的摩擦力作用，则木板的速度不断减小，直到二者相对静止，而做匀速运动，C正确；

由于程度面光滑，所以不会停顿，D错误。

14.解析:

（1）撤力前木板加速,设加速过程的位移为x1,加速度为a1,加速运动的时间为t1;

撤力后木板减速,设减速过程的位移为x2,加速度为a2,减速运动的时间为t2.由牛顿第二定律得撤力前:

F－μ（m+M）g=Ma1（1分）

解得（1分）

撤力后:

μ（m+M）g=Ma2（1分）

解得（1分）

（1分）

为使小滑块不从木板上掉下,应满意x1+x2≤L（1分）

又a1t1=a2t2

由以上各式可解得t1≤1s

所以程度恒力作用的最长时间为1s.（1分）

（2）由上面分析可知,木板在拉力F作用下的最大位移

可得F做功的最大值

答案:

（1）1s　

（2）8J

10．解析：

物块相对于木板滑动，说明物块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块向右的速度，所以它们之间存在滑动摩擦力，使木块向右加速，木板向右减速，直至到达向右一样的速度，所以B、C正确．

答案：

BC

17．解析：

（1）m及M间最大静摩擦力F1＝μmg＝1.5N，当m及M恰好相对滑动时的加速度为：

F1＝mam，am＝

＝

m/s2＝3m/s2，

则当a＝1.2m/s2时，m未相对滑动，

所受摩擦力F＝ma＝0.5×

1.2N＝0.6N

（2）当a＝3.5m/s2时，m及M相对滑

动，摩擦力Ff＝mam＝0.5×

3N＝1.5N

隔离M有

F－Ff＝Ma

F＝Ff＋Ma＝1.5N＋2.0×

3.5N＝8.5N

（3）当a＝3m/s2时m恰好要滑动．

F＝（M＋m）a＝2.5×

3N＝7.5N

（4）当F＝8.5N时，a＝3.5m/s2

a物体＝3m/s2

a相对＝（3.5－3）m/s2＝0.5m/s2

由L＝

a相对t2，得t＝2s.

（1）0.6N　

（2）8.5N　（3）7.5N　（4）2s

16．[答案]　

（1）20N　

（2）4m/s

[解析]　

（1）木板及地面间压力大小等于（M＋m）g①

故木板所受摩擦力Ff＝μ（M＋m）g＝20N②

（2）木板的加速度a＝

＝5m/s2③

滑块静止不动，只要木板位移小于木板的长度，滑块就不掉下来，依据v

－0＝2ax得

v0＝

＝4m/s④

即木板初速度的最大值是4m/s.

17．[答案]　

（1）2.0s　

（2）6m/s，方向向左

[解析]　

（1）对平板车施加恒力F后，平板车向右做匀减速直线运动，加速度大小为

a＝

＝5m/s2

平板车速度减为零时，向右的位移

s0＝

＝1.6m<

＝1.8m

之后，平板车向左匀加速运动，小球从B端落下，此时车向左的速度

v1＝

＝5m/s

小球从放到平板车上，到脱离平板车所用时间

t1＝

＝1.8s

小球分开平板车后做自由落体运动，设下落时间为t2，则h＝

gt

解得t2＝

＝0.2s

所以，小球从放到平板车上开场至落到地面所用的时间

t＝t1＋t2＝2.0s

（2）小球落地瞬间，平板车的速度v2＝v1＋at2

解得v2＝6m/s，方向向左

13．[答案]　

（1）F>

20N　

（2）2s

[解析]　

（1）小滑块及木块间的滑动摩擦力

Fμ＝μFN＝μmg.

小滑块在滑动摩擦力Fμ作用下向右做匀加速运动的加速度

a1＝

＝μg＝4m/s2.

木板在拉力F和滑动摩擦力Fμ作用下向右做匀加速运动的加速度a2＝

使m能从A上滑落的条件为a2>

a1，

即

>

解得F>

μ（M＋m）g＝20N.

（2）设m在M上面滑行的时间为t，恒力F＝22.8N，木板的加速度a2＝

＝4.7m/s2，小滑块在时间t内运动位移s1＝

a1t2，木板在时间t内运动的位移s2＝

a2t2，又s2－s1＝L，解得t＝2s.

18．【解析】　

（1）m及m′相对滑动过程中

m′做匀速运动，有：

vt＝s1　①

m做匀加速运动，有：

vt＝s2　②

s1－s2＝L/2　③

联立以上三式解得：

s2＝L/2

（2）设m及m′之间动摩擦因数为μ1

当桌面光滑时有：

m′gμ1＝ma1　④

v2＝2a1s2　⑤

由④⑤解得：

μ1＝

假如板及桌面有摩擦，因为m及桌面的动摩擦因数越大，m′越易从右端滑下，所以当m′滑到m右端两者刚好共速时该动摩擦因数最小，设为μ2

对m有：

ma2＝m′gμ1－（m′＋m）gμ2　⑥

t′＝s2′　⑦

v2＝2a2s2′　⑧

对m′有：

vt′＝s1′　⑨

s1′－s2′＝L　⑩

联立解得：

μ2＝

所以桌面及板间的动摩擦因数μ≥

例1分析：

为防止运动过程中A落后于B（A不受拉力F的干脆作用，靠A、B间的静摩擦力加速），A、B一起加速的最大加速度由A确定。

　　解答：

物块A能获得的最大加速度为：

．

　　∴A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为：

变式1解答：

木板B能获得的最大加速度为：

。

变式2解答：

　　设A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为Fm，则：

解得：

例2解答：

物体放上后先加速：

a1=μg=2m/s2

　　此时小车的加速度为：

　　当小车及物体到达共同速度时：

　　v共=a1t1=v0+a2t1 

　　解得：

t1=1s 

，v共=2m/s

　　以后物体及小车相对静止：

（∵

，物体不会落后于小车）

　　物体在t=1．5s内通过的位移为：

s=

a1t12+v共（t－t1）+

a3（t－t1）2=2．1m

练习1解答：

假设力F作用后A、C一起加速，则：

　　而A能获得的最大加速度为：

　　∵

∴假设成立

　　在A、C滑行6m的过程中：

∴v1=2m/s 

　　A、B相碰过程，由动量守恒定律可得：

mv1=2mv2 

∴v2=1m/s

　　此后A、C相对滑动：

，故C匀速运动；

，故AB也匀速运动。

　　设经时间t2，C从A右端滑下：

v1t2－v2t2=L 

∴t2=1．5s

　　然后A、B分别，A减速运动直至停顿：

aA=μ2g=1m/s2，向左

，故t=10s时，vA=0．

　　C在B上接着滑动，且C匀速、B加速：

aB=a0=1m/s2

设经时间t4，C．B速度相等：

∴t4=1s

此过程中，C．B的相对位移为：

，故C没有从B的右端滑下。

然后C．B一起加速，加速度为a1，加速的时间为：

故t=10s时，A、B、C的速度分别为0，2．5m/s，2．5m/s．

练习2（解答略）答案如下：

（1）t=1s

（2）①当F≤

N时，A、B相对静止且对地静止，f2=F；

　　②当2N<

F≤6N时，M、m相对静止，

　　③当F>

6N时，A、B发生相对滑动，

N．

　　画出f2随拉力F大小改变的图象如图7所示。