2022年高中物理板块模型经典题目和答案 .docx

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1、精品_精品资料_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的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布的一边与桌的AB边重合,如图已知盘

2、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A. 物块先向左运动,再向右运动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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

3、变小,直到为零物块拉力木板可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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 ,木板与的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,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

4、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,与水平的面阻力忽视不计,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/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 3.5 m/s2 的加速度,需给小车供应多大的水平推力？(3) 假设要使物体m 脱离小

5、车,就至少用多大的水平力推小车？(4) 假设小车长 L 1 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L 1.6m,质量 M 4.0kg ,上外表光滑,下外表与的面间的动摩擦因数为 0.4. 质量m 1.0kg 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2度,取 g10m/s ,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可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_17. 如下图,质量为m 1kg,长为 L 2.

6、7m 的平板车,其上外表距离水平的面的高度为h 0.2m,以速度 v03 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 点时相对于的面的速度为零 , PB L. 经过一段时间,小球从平板车上脱离后落到的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头至落到的面所用的时间.(2) 小球落的瞬时平板车的速度213如下图,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,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m1k

7、g ,其尺寸远小于 L. 小滑块与木板间的动摩擦因数 0.4 , g 10m/s .(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

8、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,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.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_变式 1 例 1 中假设拉力 F 作用在 A 上了？如图 2 所示.变式 2 在变式 1 的基础上再改为： B 与水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.2例 2 如图 3

9、 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 =1 5s 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, 在 A 的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=0 2, A、B 与水平的面之间的动摩擦因数为2=0 1.最大静摩擦力

10、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/s 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_练习 2 如图 5 所示,质量 M=1kg 的木板静止在粗糙的水平的面上,木板与的面间的动摩擦因数,在2木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/s , 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

11、间铁块运动到木板的右端？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f 2 随拉力 F 大小变化的图象.设木板足够长可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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.在到达可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_最大静摩擦力前,木块和木板以相同加速度运动,依据牛顿其次定律a1a 2ktm1m2.木块和木板相对可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_运动时,a1m2 g m1

12、kt恒定不变, a 2m2g .所以正确答案是A.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 【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 系统整体分析有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_f的A =mAmB g mAmB 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：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_f AB =mBgmB 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.

13、例 1 此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,形成清晰的物理情形,再查找相互间的制约关系,是解决这一问题的基本思路.x1x2aL/2x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,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.设盘刚离开桌布时的速度为

14、v1,移动的距离为 x1,离开桌布后在桌面上再运动距离 x2 后便停下,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v2就有12a1x1, v22a2 x2 ,1L可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_盘没有从桌面上掉下的条件是x2x1 ,2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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12xat, x1 212a1t,2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_而xL 2x1 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由以上各式解得10. 答： B Ca12221 g .可编辑资料 - - -

15、欢迎下载精品_精品资料_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,所以物块相对的面对右运动,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,直到二者相对静止,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.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 ,设减速可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_过程的位移为 x2,加速度为 a2,减速运动的

16、时间为t 2.由牛顿其次定律得撤力前:F m+M g=Ma11 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解得 a14 m/s2 1 分3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_撤力后 :m+M g=Ma 21 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解得 a28 m/s 2 1 分3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_x11a1t122, x212a2t221 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_为使小滑块不从木板上掉下,应满意 x1+x2 L1分 又 a1t1=a2t2 1 分由以上各式可解得t1 1 s所以水平恒力作用的最长时间为1 s

17、.1 分2 由上面分析可知 ,木板在拉力 F 作用下的最大位移x112a1t121421m233m 1 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可得 F 做功的最大值 W答案 : 11 s28 JFx1122 J 38 J. 1 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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： BC17. 解析： 1m 与 M 间最大静摩擦力 F1 mg 1.5 N,当 m 与 M 恰

18、好相对滑动时的加速度为：F 11.522F1 mam, am m0.5 m/s 3 m/s ,就当 a 1.2 m/s2 时, m 未相对滑动, 所受摩擦力 F ma 0.5 1.2 N 0.6 N(2) 当 a3.5 m/s2 时, m 与 M 相对滑 动,摩擦力 Ff mam0.5 3 N 1.5 N隔离 M 有 FFf MaF Ff Ma 1.5 N 2.0 3.5 N 8.5 N(3) 当 a3 m/s2 时 m 恰好要滑动F M ma2.5 3 N 7.5 N4 当 F 8.5 N 时, a 3.5 m/s2 a 物体 3 m/s2a 相对 3.5 3 m/s 2 0.5 m/s2由

19、 L2a21相对 t ,得 t2 s.答案： 10.6 N28.5 N37.5 N42 s16 答案 120N24m/s 解析 1 木板与的面间压力大小等于 M m g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_故木板所受摩擦力Ff M m g20N2Ff2 木板的加速度 a M 5m/s 2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v0 02ax 得v0 2ax4m/s即木板初速度的最大值是4m/s.17 答案12.0s26m/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Fa 5m/s 2m平板车速度减为零时,向右的位移2

20、v02Ls0 2a 1.6m20N22s 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aF2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1 m g 4m/s .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a2 使 m能从 A上滑落的条件为a2a1,FFM,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_F F FM即,m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解得 F M m g20N.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 a F F4.7m/s ,小滑块在时间 t

21、 内运可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_212122M可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_动位移 s1a1t2,木板在时间 t 内运动的位移s22a2t,又 s2 s1 L,解得 t 2s.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_18. 【解析】1m 与 m 相对滑动过程中可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_m 做匀速运动,有：vt s12m 做匀加速运动,有： 1vt s2s1 s2 L/2联立以上三式解得： s2 L/22 设 m 与 m 之间动摩擦因数为1 当桌面光滑时有：m g 1 ma1v2 2a1s2mv 2由 解得： 1 gm L假如

22、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： ma2m g1 m mg2v2t s2 v2 2a2s2 对 m有： vt s1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_s1 s2 L联立解得： 2mv2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2m mgL所以桌面与板间的动摩擦因数mv2 2m m gL可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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

23、.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：设 A、B 一起加速运动时,拉力F 的最大值为 Fm,就：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2解得： 例 2 解答： 物体放上后先加速： a1=g=2m/s此时小车的加速度为：当小车与物体到达共同速度时：v 共=a1t 1=v0+a2t 1解得： t 1=1s, v 共=2m/s以后物体与小车相对静止：,物体不会落后于小车22物体在 t =15s

24、内通过的位移为：s=a1t 1 +v 共 t t 1+a3t t 1 =2 1m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=2mv2v2=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 t 2, C从 A 右端滑下： v1t 2 v2t 2=L t 2=1 5s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=02C在 B 上连续滑动,且C匀速、 B加速： aB=a0=1m/s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.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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 0,2 5m/s , 2 5m/s练习 2解答略答案如下：1t =1s2当 FN 时, A、B 相对静止且对的静止,f 2=F.当 2N6N 时, A、B 发生相对滑动,N画出 f 2 随拉力 F 大小变化的图象如图7 所示.可编辑资料 - - - 欢迎下载