（精心整理）高中物理板塊模型經(jīng)典題目和答案

1、2.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?，F(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（ ）3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AB邊重合，如圖已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為1，盤與桌面間的動摩

2、擦因數(shù)為2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AB邊若圓盤最后未從桌面掉下，則加速度a滿足的條件是什么？（以g表示重力加速度）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?，F(xiàn)用水平力向右拉木板，當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（ ）A物塊先向左運動，再向右運動木板物塊拉力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，直到為零14.質(zhì)量為m=1.0 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點)放在質(zhì)量為m=3.0

3、 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狀態(tài),現(xiàn)對木板施加水平向右的恒力F=12 N,如圖3-12所示,為使小滑塊不掉下木板,試求:(g取10 m/s2)(1)水平恒力F作用的最長時間;(2)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9A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

4、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(1)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？(2)欲使小車產(chǎn)生a3.5 m/s2的加速度，需給小車提供多大的水平推力？(3)若要使物體m脫離小車，則至少用多大的水平力推小車？(4)若小車長L1 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，則滑離小車需多長時間？(物體m看作質(zhì)點)16如圖所示，木板長L1.6m，質(zhì)量M4.0kg，上表面光滑，下表面

5、與地面間的動摩擦因數(shù)為0.4.質(zhì)量m1.0kg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狀態(tài)，現(xiàn)給木板以向右的初速度，取g10m/s2，求：(1)木板所受摩擦力的大小；(2)使小滑塊不從木板上掉下來，木板初速度的最大值17如圖所示，質(zhì)量為m1kg，長為L2.7m的平板車，其上表面距離水平地面的高度為h0.2m，以速度v04m/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F，并同時將一個小球輕放在平板車上的P點(小球可視為質(zhì)點，放在P點時相對于地面的速度為零)，PB.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

6、，g取10m/s2.求：(1)小球從放到平板車上開始至落到地面所用的時間；(2)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M4kg，長L1.4m，木板右端放著一個小滑塊小滑塊質(zhì)量為m1kg，其尺寸遠小于L.小滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)0.4，g10m/s2.(1)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？(2)其他條件不變，若恒力F22.8N且始終作用于M上，最終使m能從M上滑落，m在M上滑動的時間是多少？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

7、接一根很長的細繩，細繩跨過位于桌邊的定滑輪某人以恒定的速度v向下拉繩，物體最多只能到達板的中點，已知整個過程中板的右端都不會到達桌邊定滑輪處試求：(1)當物體剛到達木板中點時木板的位移；(2)若木板與桌面之間有摩擦，為使物體能達到板的右端，板與桌面之間的動摩擦因數(shù)應滿足什么條件？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)用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度運動，求拉力F的最大值。   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（認為最大

8、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(xiàn)=8N，當小車速度達到15m/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)=02，小車足夠長，求物體從放在小車上開始經(jīng)t=15s通過的位移大小。（g取10m/s2）  練習1 如圖4所示，在水平面上靜止著兩個質(zhì)量均為m=1kg、長度均為L=15m的木板A和B，A、B間距s=6m，在A的最左端靜止著一個質(zhì)量為M=2kg的小滑塊C，A、B與C之間的動摩擦因數(shù)為1=02，A、B與水平地面之間的動摩

9、擦因數(shù)為2=01。最大靜摩擦力可以認為等于滑動摩擦力?，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？（已知重力加速度g=10m/s2） 練習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/s2，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？（2）若在鐵塊上

10、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f2隨拉力F大小變化的圖象。（設(shè)木板足夠長）   2.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，所受的摩擦力為靜摩擦力。在達到最大靜摩擦力前，木塊和木板以相同加速度運動，根據(jù)牛頓第二定律。木塊和木板相對運動時， 恒定不變，。所以正確答案是A。3【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，a=g，B與A具有共同的運動狀

11、態(tài)，取B為研究對象，由牛頓第二定律有：，物體B做速度方向向右的勻減速運動，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。x2aL/2xx1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 1mg=ma1，桌布抽出后，盤在桌面上做勻減速

12、運動，以a2表示加速度的大小，有 2mg=ma2。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 ，盤沒有從桌面上掉下的條件是 ，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 ，而 ，由以上各式解得 。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，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

13、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x1,加速度為a1,加速運動的時間為t1;撤力后木板減速,設(shè)減速過程的位移為x2,加速度為a2,減速運動的時間為t2.由牛頓第二定律得撤力前:F(m+M)g=Ma1(1分)解得(1分) 撤力后:(m+M)g=Ma2(1分)解得(1分)(1分)為使小滑塊不從木板上掉下,應滿足x1+x2L(1分)又a1t1=a2t2(1分)由以上各式可解得t11 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F作用下的最大位移(1分)可得F做功的最大值(1分)答案:(1)1 s(2)8

14、J10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，直至達到向右相同的速度，所以B、C正確答案：BC17解析：(1)m與M間最大靜摩擦力F1mg1.5 N，當m與M恰好相對滑動時的加速度為：F1mam，am m/s23 m/s2，則當a1.2 m/s2時，m未相對滑動，所受摩擦力Fma0.5×1.2 N0.6 N(2)當a3.5 m/s2時，m與M相對滑動，摩擦力Ffmam0.5×3 N1.5 N隔離M有FFfMaFFfMa1.5 N2.0×3.5

15、N8.5 N(3)當a3 m/s2時m恰好要滑動F(Mm)a2.5×3 N7.5 N(4)當F8.5 N時，a3.5 m/s2a物體3 m/s2a相對(3.53) m/s20.5 m/s2由La相對t2，得t2 s.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(Mm)g故木板所受摩擦力Ff(Mm)g20N(2)木板的加速度a5m/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)v02ax得v04m/s即木板初速度的最大值是4m/s.17 答案(1)2.0s(2)6m/s，方向

16、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a5m/s2平板車速度減為零時，向右的位移s01.6m<1.8m之后，平板車向左勻加速運動，小球從B端落下，此時車向左的速度v15m/s小球從放到平板車上，到脫離平板車所用時間t11.8s小球離開平板車后做自由落體運動，設(shè)下落時間為t2，則hgt解得t20.2s所以，小球從放到平板車上開始至落到地面所用的時間tt1t22.0s(2)小球落地瞬間，平板車的速度v2v1at2解得v26m/s，方向向左13 答案(1)F>20N(2)2s解析(1)小滑塊與木塊間的滑動摩擦力FFNmg.小滑塊在滑動摩擦力F作用下向

17、右做勻加速運動的加速度a1g4m/s2.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，使m能從A上滑落的條件為a2>a1，即>，解得F>(Mm)g20N.(2)設(shè)m在M上面滑行的時間為t，恒力F22.8N，木板的加速度a24.7m/s2，小滑塊在時間t內(nèi)運動位移s1a1t2，木板在時間t內(nèi)運動的位移s2a2t2，又s2s1L，解得t2s.18【解析】(1)m與m相對滑動過程中m做勻速運動，有：vts1m做勻加速運動，有：vts2s1s2L/2聯(lián)立以上三式解得：s2L/2(2)設(shè)m與m之間動摩擦因數(shù)為1當桌面光滑時有：mg1ma1v22a1s2由解得：1如果板與

18、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m滑到m右端兩者剛好共速時該動摩擦因數(shù)最小，設(shè)為2對m有：ma2mg1(mm)g2ts2v22a2s2對m有：vts1s1s2L聯(lián)立解得：2所以桌面與板間的動摩擦因數(shù)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：  變式2解答：木

19、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：    解得：   例2解答：物體放上后先加速：a1=g=2m/s2 此時小車的加速度為：         當小車與物體達到共同速度時：v共=a1t1=v0+a2t1         解得：t1=1s   ，v共=2m/s 以后物體與小車相對靜止： （，物體不會落后于小車） 物體在t=15s內(nèi)通過的位移為：s=a1t12+v共 （tt1）+ a3（tt1）2=21m 練習1解答