2022年高中物理板块模型经典题目和答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 2. 如图,在光滑水平面上有一质量为 m1的足够长的木板,其上叠放一质量为 m2 的木块；假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等；现给木块施加一随时间 t 增大的水平力 F=kt k 是常数,木板和木块加速度的大小分别为 a1和 a2,以下反映 a1和 a2变化的图线中正确的选项是3如下图, A、B 两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中 B 受到的摩擦力A方向向左,大小不变 B方向向左,逐步减小C方向向右,大小不变 D方向向右,逐步减小例 1一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中心桌

2、布的一边与桌的 AB边重合,如图已知盘与桌布间的动摩擦因数为 1,盘与桌面间的动摩擦因数为 2现突然以恒定加速度 a 将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于 AB边假设圆盘最终未从桌面掉下,就加速度 a 满意的条件是什么？以 g 表示重力加速度10. 如下图,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦；现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情形为木板物块拉力A物块先向左运动,再向右运动B物块向右运动,速度逐步增大,直到做匀速运动C木板向右运动,速度逐步变小,直到做匀速运动D木板和物块的速度

3、都逐步变小,直到为零名师归纳总结 - 1 - 第 1 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 14.质量为 m=1.0 kg 的小滑块 可视为质点 放在质量为 m=3.0 kg 的长木板的右端 ,木板上外表光滑 ,木板与地面之间的动摩擦因数为 =0.2,木板长 L=1.0 m 开头时两者都处于静止状态 ,现对木板施加水平向右的恒力 F=12 N,如图 3-12 所示 ,为使小滑块不掉下木板 ,试求 :g 取 10 m/s2 1水平恒力 F 作用的最长时间 ; 2水平恒力 F 做功的最大值 .10如图 9 所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上

4、,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平 面的运动情形为 图 9 A物块先向左运动,再向右运动B物块向右运动,速度逐步增大,直到做匀速运动C木板向右运动,速度逐步变小,直到做匀速运动D木板和物块的速度都逐步变小,直到为零17如图 18 所示,小车质量M 为 2.0 kg,与水平地面阻力忽视不计,物体质量m 为 0.5 kg,物体与小车间的动摩擦因数为0.3,就：图 18 1小车在外力作用下以 1.2 m/s 2 的加速度向右运动时,物体受摩擦力多大？2欲使小车产生 a3.5 m/s 2 的加速

5、度,需给小车供应多大的水平推力？3假设要使物体 m 脱离小车,就至少用多大的水平力推小车？4假设小车长 L1 m,静止小车在 8.5 N 水平推力作用下,物体由车的右端向左滑动,就滑离小车需多长时间？ 物体 m 看作质点 16如下图,木板长L1.6m,质量 M4.0kg ,上外表光滑,下外表与地面间的动摩擦因数为 0.4. 质量m1.0kg 的小滑块 视为质点 放在木板的右端,开头时木板与物块均处于静止状态,现给木板以向右的初速度,取 g10m/s 2,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名师归纳总结 - 2 - 第 2 页,共 11 页- - - -

6、 - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 17如下图,质量为 m1kg,长为 L2.7m 的平板车,其上外表距离水平地面的高度为 h0.2m,以速度 v04m/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的水平向左的恒力 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 ,PBL 3. 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/s 2. 求：1 小球从放到平板车上开头至落到地面所用的时间；2 小球落地瞬时平板车的速度13如下图,有一块木板静止在光滑且

7、足够长的水平面上,木板质量M4kg,长 L1.4m,木板右端放着一个小滑块小滑块质量为m1kg,其尺寸远小于L. 小滑块与木板间的动摩擦因数 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 的大小范畴是多少？2 其他条件不变,假设恒力F22.8N 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如下图,一块质量为m,长为 L 的均质长木板放在很长的光滑水平桌面上,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

8、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假设木板与桌面之间有摩擦,为使物体能到达板的右端,板与桌面之间的动摩擦因数应满意什么条件？例 1 如图 1 所示,光滑水平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 mg,名师归纳总结 现用水平拉力F 拉 B,使 A、B 以同一加速度运动,求拉力F 的最大值；第 3 页,共 11 页- 3 - - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 变式 1 例 1 中假设拉力 F 作用在 A 上呢？如图 2 所示；变式 2 在变式 1 的基础上再改为：B与水

9、平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 的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒力 F,F=8N,当小车速度到达 15m/s 时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量 m=2kg 的物体,物体与小车间的动摩擦因数 =02,小车足够长,求物体从放在小车上开头经 t =15s 通过的位移大小；g 取 10m/s 2练习 1 如图 4 所示,在水平面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为 L=15m的木板 A 和 B,A、B间距 s=6m,名师归纳总结 - - - - - - -在 A 的

10、最左端静止着一个质量为M=2kg 的小滑块 C,A、B 与 C之间的动摩擦因数为1=02, A、B 与水平地面之间的动摩擦因数为2=01；最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力；现在对C 施加一个水平向右的恒力 F=4N,A 和 C开头运动,经过一段时间A、B 相碰,碰后马上到达共同速度,C 瞬时速度不变,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- 4 - 第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 练习 2 如图 5 所示,质量M=1kg 的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数,在木

11、板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽视的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数,取 g=10m/s2,试求：1假设木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端？名师归纳总结 2假设在铁块上施加一个大小从零开头连续增加的水平向右的力F,通过分析和运算后,请在图6 中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力 F 大小变化的图象；设木板足够长第 5 页,共 11 页- 5 - - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2. 解析：主要考查摩擦力和牛顿其次定律；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

12、块和木板以相同加速度运动,依据牛顿其次定律a 1a2m 1ktm 2；木块和木板相对运动时,a1m 2g恒定不变,a2ktg；所以正确答案是A；m 1m 23【解析】：考查牛顿运动定律处理连接体问题的基本方法,简洁题；对于多个物体组成的物体系统,假设系统内各个物体具有相同的运动状态,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f 地 A= m A m B g m A m B a,a= g,B与 A 具有共同的运动状态,取 B为讨论对象, 由牛顿其次定律有：f AB = m g m a 常数 ,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此题涉及到圆盘和

13、桌布两种运动,先定性分析清晰两者运动的大致过程,形成清晰的物理情形,再寻找相互间的制约关系,是解决这一问题的基本思路；x1x2F2=F1=1mg作用,做初速L/2a x桌布桌布从圆盘下抽出的过程中,圆盘的初速度为零,在水平方向上受桌布对它的摩擦力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,就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；1t2,设盘刚离开桌布时的速度为v1,移动的距离为x1,离开桌布

14、后在桌面上再运动距离x2后便停下,就有v 1 22a1x 1,v 1 22a2x 2,盘没有从桌面上掉下的条件是x2Lx 1,2设桌布从盘下抽出所经受时间为t ,在这段时间内桌布移动的距离为x,有x1 at 22,x 11a2而xLx 1,2由以上各式解得a1221g；210. 答： B C 解：对于物块,由于运动过程中与木板存在相对滑动,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,由作用力与反作用力可知受到物块给它的向左的摩擦力作用,就木板的速度不断减小,直到名师归纳总结 二者相对

15、静止,而做匀速运动,C正确；由于水平面光滑,所以不会停止,D错误；,设减速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- 6 - 第 6 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 过程的位移为x2,加速度为 a2,减速运动的时间为t 2.由牛顿其次定律得撤力前: F m+Mg=Ma11 分 解得a 14m/s 21 分3撤力后 :m+Mg=Ma 21 分 解得a28m/s21 分 1 分 ,应满意 x1+x2 L1分 3x 11a1 t 12,x21a2t2222为使小滑块不从木板上

16、掉下又 a1t1=a2t21 分 由以上各式可解得t1 1 s1 s.1 分 x 11a 1 t12141 m2m1 分 所以水平恒力作用的最长时间为2由上面分析可知,木板在拉力F 作用下的最大位移2233可得 F 做功的最大值WFx1122J8.J1 分 3答案 :11 s28 J 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,直至到达向右相同的速度,所以 B、C 正确答案： BC 17解析： 1m 与 M 间最大静摩擦力F1 mg1.5 N,当 m 与 M 恰好相对滑动时

17、的加速度为：F1mam,amF 1 m 1.5 0.5 m/s23 m/s2,就当 a1.2 m/s2时, m 未相对滑动,所受摩擦力 F ma0.5 1.2 N0.6 N 2当 a3.5 m/s 2 时, m 与 M 相对滑 动,摩擦力隔离 M 有 FFfMaF Ff Ma1.5 N2.0 3.5 N8.5 N 3当 a3 m/s 2 时 m 恰好要滑动F Mma2.5 3 N7.5 N 4当 F8.5 N 时, a3.5 m/s 2a 物体 3 m/s2a 相对 3.53 m/s2 0.5 m/s2由 L1 2a 相对 t2,得 t2 s. 答案： 10.6 N 28.5 N 37.5 N

18、 42 s 16 答案 120N 24m/s F fmam0.5 3 N1.5 N 名师归纳总结 解析 1 木板与地面间压力大小等于 Mmg- 7 - 第 7 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 故木板所受摩擦力 Ff M m g20NFf2 木板的加速度 aM5m/s 22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 02ax 得v02ax4m/s即木板初速度的最大值是 4m/s. 17 答案 12.0s 26m/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aF

19、m5m/s 2平板车速度减为零时,向右的位移2s0v 2a1.6m20N 22s 解析 1 小滑块与木块间的滑动摩擦力F FN mg. 小滑块在滑动摩擦力 F 作用下向右做匀加速运动的加速度a1F m g4m/s 2. 木板在拉力 F 和滑动摩擦力 F 作用下向右做匀加速运动的加速度 a2FF M,使 m能从 A上滑落的条件为 a2a1,即F FM F m,解得 F Mm g20N. 名师归纳总结 2 设 m在 M上面滑行的时间为t ,恒力 F22.8N,木板的加速度a2FF M 4.7m/s2,小滑块在时间t 内运动位移 s11 2a1t2,木板在时间t 内运动的位移s21 2a2t2,又

20、s2s1L,解得 t 2s. 第 8 页,共 11 页18【解析】1m 与 m相对滑动过程中- 8 - - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - m做匀速运动,有：vts1 1m 做匀加速运动,有：2vts2 s1 s2 L/2 联立以上三式解得：s2L/2 2设 m 与 m之间动摩擦因数为 1当桌面光滑时有：mg1 ma1 v 22a1s2 mv2由 解得： 1gmL假如板与桌面有摩擦,由于 m 与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 2对 m 有： ma2mg1mmg2 v2ts2v 22a2

21、s2对 m有： vt s1s1s2L mv2联立解得： 22m mgLmv 2所以桌面与板间的动摩擦因数 2m mgL例 1 分析： 为防止运动过程中 A落后于 BA 不受拉力 F 的直接作用,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 打算；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：；A、B 一起加速运动时,拉力F的最大值为：变式 2 解答： 木板 B 能获得的最大加速度为：名师归纳总结 设 A、B 一起加速运动时,拉力F 的最大值为Fm,就：第 9 页,共 11 页- 9 - -

22、 - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 解得：例 2 解答： 物体放上后先加速：a1= g=2m/s2此时小车的加速度为：当小车与物体到达共同速度时：v共=a1t1=v0+a2t1,物体不会落后于小车解得： t 1=1s ,v 共=2m/s以后物体与小车相对静止：物体在 t =15s 内通过的位移为：s=a1t12+v 共 t t 1+ a3t t12=21m练习 1 解答： 假设力 F 作用后 A、C一起加速,就：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/sA、B 相碰过程,由动量守恒定律可得：mv1=2mv2 v2=1m

23、/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 t 2,C从 A 右端滑下： v1t 2v2t 2=Lt 2=15s然后 A、B 别离, A 减速运动直至停止：aA= 2g=1m/s2,向左,故 t =10s 时, vA=0C在 B 上连续滑动,且C匀速、 B加速： aB=a0=1m/s2设经时间 t 4,CB速度相等：t 4=1s此过程中, CB的相对位移为：,故 C没有从 B 的右端滑下；名师归纳总结 - 10 - 第 10 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 然后 CB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 0,25m/s,2 5m/s练习 2解答略答案如下：1t =1sf2=F；2当 FN时, A、B 相对静止且对地静止,当 2N6N时, A、B 发生相对滑动,7 所示；N第 11 页,共 11 页画出 f2 随拉力 F大小变化的图象如图- 11 - - - - - - - -