高考物理板塊模型典型例題+答案解析

..1.〔8分如圖19所示,長度L=1.0m的長木板A靜止在水平地面上,A的質(zhì)量m1=1.0kg,A與水平地面之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.04．在A的右端有一個小物塊B〔可視為質(zhì)點．現(xiàn)猛擊A左側(cè),使A瞬間獲得水平向右的速度υ0=2.0m/s．B的質(zhì)量m2=1.0kg,A與B之間的動摩擦因數(shù)μ2=0.16．取重力加速度g=10m/s2．〔1求B在A上相對A滑行的最遠(yuǎn)距離；〔2若只改變物理量υ0、μ2中的一個,使B剛好從A上滑下．請求出改變后該物理量的數(shù)值〔只要求出一個即可．BBAv0L圖192、〔8分如圖13所示,如圖所示,水平地面上一個質(zhì)量M=4.0kg、長度L=2.0m的木板,在F=8.0N的水平拉力作用下,以v0=2.0m/s的速度向右做勻速直線運動．某時刻將質(zhì)量m=1.0kg的物塊〔物塊可視為質(zhì)點輕放在木板最右端．〔g=10m/s2

〔1若物塊與木板間無摩擦,求物塊離開木板所需的時間；〔保留二位有效數(shù)字

〔2若物塊與木板間有摩擦,且物塊與木板間的動摩擦因數(shù)和木板與地面間的動摩擦因數(shù)相等,求將物塊放在木板上后,經(jīng)過多長時間木板停止運動．3.<2009春會考〔8分如圖15所示,光滑水平面上有一塊木板,質(zhì)量M=1.0kg,長度L=1.0m．在木板的最左端有一個小滑塊〔可視為質(zhì)點,質(zhì)量m=1.0kg．小滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0.30．開始時它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)．某時刻起對小滑塊施加一個F=8.0N水平向右的恒力,此后小滑塊將相對木板滑動〔1求小滑塊離開木板時的速度；mMF圖15〔2假設(shè)只改變M、m、μ、F中一個物理量的大小,使得小滑塊速度總是木板速度的mMF圖154.〔2009夏〔8分如圖15所示,水平桌面到地面的高度h=0.8m.質(zhì)量m=0.2kg的小物塊〔可以看作質(zhì)點放在桌面A端.現(xiàn)對小物塊施加一個F＝0.8N的水平向右的恒力,小物塊從靜止開始運動.當(dāng)它經(jīng)過桌面上的B點時撤去力F,一段時間后小物塊從桌面上的C端飛出,最后落在水平地面上.已知AB=BC=0.5m,小物塊在A、B間運動時與桌面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.2,在B、C間運動時與桌面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.1.〔1求小物塊落地點與桌面C端的水平距離；FhABC圖15〔2某同學(xué)作出了如下判斷：若僅改變AB段的長度而保持BC段的長度不變,或僅改變BC段的長度而保持ABFhABC圖155.〔2010春如圖14所示,光滑水平面上有一木板槽〔兩側(cè)擋板厚度忽略不計,質(zhì)量M=2.0kg,槽的長度L=2.0m,在木板槽的最左端有一個小滑塊〔可視為質(zhì)點,質(zhì)量m=1.0kg,小滑塊與木板槽之間的動摩擦因數(shù).開始時它們都處于靜止?fàn)顟B(tài),某時刻起對木板槽施加一個F=10.0N水平向左的恒力,此后小滑塊將相對木板槽滑動。〔1求小滑塊滑到木板槽中點時速度的大??；〔2水平面光滑是一種理想化的情況,實際上木板槽與水平面間是有摩擦的,經(jīng)測定木板槽與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.05。如果使小滑塊滑到木板槽中點時的速度與第〔1問所求速度相同,請你通過計算確定一種方案：即只改變M、m、F中一個物理量的大小,實現(xiàn)上述要求〔只要提出一種方案即可。6．〔8分如圖17所示,質(zhì)量M=5kg的平板靜止在光滑的水平面上,平板的右端有一豎直擋板,一個質(zhì)量m=2kg的木塊靜止在平板上,木塊與擋板之間的距離L=0.8m,木塊與平板之間的動摩擦因數(shù)μ=0.4．〔1若對木塊施加F＝12N水平向右的恒力,直到木塊與擋板相撞,求這個過程經(jīng)歷的時間t；〔2甲同學(xué)說,只增大平板的質(zhì)量M,可以縮短上述時間t；乙同學(xué)說,只減小平板的質(zhì)量M,可以縮短上述時間t．請你通過計算,判斷哪位同學(xué)的說法是正確的．LLMFL平板木塊圖177.〔20XX夏如圖17所示,光滑水平面上有一塊質(zhì)量M=3.0kg,長度L=1.0m的長木板,它的右端有一個質(zhì)量m=2.0kg的小物塊〔可視為質(zhì)點,小物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0.20．小物塊與長木板都處于靜止?fàn)顟B(tài)。從某時刻起對長木板施加一個水平向右的恒力F,使小物塊將相對長木板滑動,經(jīng)過時間t=1.0s,小物塊恰好滑到木板的中點。取重力加速度g=10m/s2〔1求恒力F的大?。弧?假設(shè)改變M、m、F中一個物理量的大小,使得經(jīng)過時間t=1.0s,小物塊恰好滑到木板的左端。請你通過計算確定改變后的那個物理量的數(shù)值〔只要提出一種方案即可．8.〔20XX春如圖17所示,長度L=1.0m的長木板A靜止在水平地面上,A的質(zhì)量m1=1.0kg,A與水平地面之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.04．小物塊B〔可視為質(zhì)點以υ0=2.0m/s的初速度滑上A的左端,B的質(zhì)量m2=1.0kg,A與B之間的動摩擦因數(shù)μ2=0.16．取重力加速度g=10m/s2．〔1求B在A上相對A滑行的最遠(yuǎn)距離；〔2若只改變物理量υ0、μ1、μ2中的一個,使B剛好從A上滑下,請確定改變后該物理量的數(shù)值〔只要提出一種方案即可．BBAυ0圖17L9.〔20XX春如圖19所示,光滑水平面上有一塊靜止的長木板,木板的長度L=2.4m,質(zhì)量M=3.0kg.某時刻,一個小物塊〔可視為質(zhì)點以υ0=3.0m/s的初速度滑上木板的右端,與此同時對木板施加一個F=6.0N的水平向右的恒力.物塊的質(zhì)量m=1.0kg,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.30．取重力加速度g=10m〔1求物塊相對木板滑動的最大距離；FmMυ0圖19〔2若只改變物理量F、M、m中的一個,使得FmMυ0圖1910．<8分>如圖19所示,光滑水平面上放著一塊長木板,木板處于靜止?fàn)顟B(tài),其長度L=1．6m．質(zhì)量M=3．0kg,質(zhì)量m=1．0kg的小物塊放在木板的最右端<小物塊可視為質(zhì)點>,小物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0．10．現(xiàn)對木板施加一個F=10N方向水平向右的恒力,木板與小物塊發(fā)生相對滑動。取g=10m/s<1>求木板開始運動時加速度的大小；<2>如果把木板從物塊下方抽出來,那么F持續(xù)作用的時間至少需要多長？11.〔2013豐臺會考模擬如圖16所示,一上表面光滑的木箱寬L＝1m、高h(yuǎn)＝3.2m、質(zhì)量M＝8kg。木箱在水平向右的恒力F＝16N作用下,以速度v0＝3m/s在水平地面上做勻速運動。某時刻在木箱上表面的左端滑上一質(zhì)量m＝2kg,速度也為3m/s的光滑小鐵塊〔視為質(zhì)點,重力加速度g取10m/s2。求：〔1小鐵塊剛著地時與木箱右端的距離x；MhLv0mMhLv0mF圖1612.〔2013海淀會考模擬如圖17所示,在高出水平地面h＝0.80m的平臺上放置一質(zhì)量m2＝0.20kg、長L=0.375m的薄木板A。在A最右端放有可視為質(zhì)點的小金屬塊B,其質(zhì)量m1＝0.50kg。小金屬塊B與木板A、木板A與平臺間、小金屬塊與平臺間的動摩擦因數(shù)都相等,其值＝0.20。開始時小金屬塊B與木板A均靜止,木板A的右端與平臺右邊緣的距離d=0.49m?，F(xiàn)用水平力將木板向右加速抽出。在小金屬塊從木板上滑下以前,加在木板上的力為水平向右的恒力F。小金屬塊落到平臺上后,將木板迅速取走,小金屬塊又在平臺上滑動了一段距離,再從平臺邊緣飛出落到水平地面上,小金屬塊落地點到平臺的水平距離x=0.08m。<取g＝10m/s2,不計空氣阻力小金屬塊B離開平臺時速度vB的大?。籅xFAhd圖17〔2小金屬塊B從開始運動到剛脫離木板ABxFAhd圖17〔3作用在木板上的恒力F的大小。13.〔2013東城南片模擬如圖19所示,質(zhì)量M=2.0kg的長木板靜止在光滑水平面上,在長木板的左端放一質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊〔可視為質(zhì)點,小滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0.10.現(xiàn)用水平恒力F=3.0N向右拉小滑塊,使小滑塊與長木板發(fā)生相對滑動,當(dāng)小滑塊滑至距長木板的左端3m時撤去力F.已知小滑塊在運動過程中始終沒有脫離長木板.取g=10m/s2.求：⑴撤去力F時小滑塊和長木板的速度各是多大；⑵運動中小滑塊距長木板左端的最遠(yuǎn)距離.圖圖19F滑塊參考答案1.2.3.解：〔1小滑塊受到F=8.0N水平向右的恒力后,向右做勻加速直線運動,所受向左的摩擦力f=μmg根據(jù)牛頓第二定律,小滑塊的加速度a1==5.0m/s2設(shè)經(jīng)過時間t后小滑塊離開木板。在這段時間內(nèi)小滑塊的位移木板所受向右的摩擦力f′=f,向右做勻加速直線運動。根據(jù)牛頓第二定律,木板的加速度a2==3.0m/s2在時間t內(nèi)木板的位移FFFFx2x1L由圖可知L=x1–x2,解得t=1.0s則小滑塊離開木板時的速度v=a1t=5.0m/s〔2小滑塊做勻加速直線運動的速度木板做勻加速直線運動的速度任意時刻小滑塊與木板速度之比欲使小滑塊速度是木板速度的2倍,應(yīng)滿足若只改變F,則F=9N若只改變M,則M=1.2kg若只改變μ,則μ=0.27若只改變m,則m=0.93kg4.5.解：〔1木板槽受到F=10.0N水平向左的恒力后,向左做勻加速直線運動,所受向右的摩擦力,增根據(jù)牛頓第二定律,木板槽的加速度設(shè)經(jīng)過時間t后小滑塊滑到木板槽中點,在這段時間內(nèi)木板槽的位移小滑塊因受向左的摩擦力,將向左做勻加速直線運動,根據(jù)牛頓第二定律,小滑塊的加速度在時間t內(nèi)木板的位移由圖可知解得則小滑塊滑到木板槽中點時的速度〔2由于小滑塊滑到木板槽中點時的速度與第〔1問所求速度相同,而小滑塊的加速度不變,所以當(dāng)木板槽與水平面間有摩擦?xí)r,要求木板槽的加速度也不變,即若只改變F,則F=11.5N；若只改變M,則M=1.67kg；若只改變m,則m=0.40kg.6.解：N1mgFN1mgFf1Mgf2N’N2木塊受到的滑動摩擦力f1=μN(yùn)1=μmg=0.40×2.0×10N=8.0N根據(jù)牛頓第三定律,有f1=f2,N1=N2根據(jù)牛頓第二定律,木塊的加速度a1=m/s2=2.0m/s2平板的加速度a2=m/s2=1.6m/s2設(shè)經(jīng)過t,木塊恰好與擋板相撞,則L=－解得t＝2s〔2根據(jù)〔1可以求得時間t如果只改變平板的質(zhì)量M,從上式可知,當(dāng)M增大時,時間t減小,所以甲同學(xué)說法正確．7.解：⑴木板在外力F的作用下,與小物塊發(fā)生相對滑動。小物塊做勻加速直線運動,沒小物塊加速度的大小為a1.對小物塊f=μmg=ma1即a1=2.0m/s2x1x2Mx1x2MMmm在t=1.0s內(nèi),小物塊向右運動的距離為木板向右運動的為依據(jù)題意x2-x1=解得a2=3.0m/s2對木板F-μmg=Ma2得F=13N⑵小物塊做勻加速直線運動的加速度=2.0m/s2經(jīng)過時間t,小物塊向右運動的距離為木板向右運動的距離為欲使經(jīng)過時間t=1.0s,小物塊恰好滑到木板的左端,要求即則M、m、F滿足關(guān)系F=4M+2m若只改變F,則F=16N；若只改變M,則M=2.若只改變m,則m=0.50kg.8.解：〔1B滑上A后,A、B在水平方向的受力情況如答圖３所示．FFf2Ff1Ff2AB答圖３其中A受地面的摩擦力的大小Ff1=μ1<m1+m2>gA、B之間摩擦力的大小Ff2=μ2以初速度υ0的方向為正方向．A的加速度B的加速度由于a1>0,所以A會相對地面滑動,經(jīng)時間t,A的速度A的位移B的速度B的位移當(dāng)υ1=υ2時,B相對A靜止,解得x2－x1=0.83m即B在A上相對A滑行的最遠(yuǎn)距離為0.83m．〔2要使B剛好從A上滑下,即當(dāng)υ1=υ2時,有x2－x1=L解得〔i只改變υ0,則m/s=2.2〔ii只改變μ1,則μ1=0.06；〔iii只改變μ2,則μ2=0.14.4分4分9.解：〔1小物塊先向左做勻減速直線運動,設(shè)小物塊加速度的大小為a1．對小物塊,根據(jù)牛頓第二定律得f=μmg=ma1a1=3.0m/s2經(jīng)時間t1==1.0s,速度減為零.位移大小=1.5m之后,小物塊向右做勻加速直線運動,設(shè)經(jīng)時間t2與木板相對靜止,此時它們的速度大小為υ,物塊向右運動的位移大小為x2.,答圖2Ff對木板,水平方向的受力情況如答圖2所示.木板向右做勻加速直線運動,設(shè)木板的加速度大小為a答圖2Ff根據(jù)牛頓第二定律得F-μmg=Ma2=1.0m/s2木板的位移大小可解得t2=0.50s,m,m答圖3答圖3x1x2x3Δx物塊相對木板滑動的最大距離=2.25m〔2若物塊速度減為零時恰好到達(dá)木板的左端,則=F、M、m滿足關(guān)系F=1.8M+若只改變F,則F=8.4N若只改變M,則M=1.7kg若只改變m,則m=0.20kg10.11.解：〔1未放小鐵塊,木箱受到的摩擦力為f1,有F＝f1,f1＝μMg放上小鐵塊,木箱受到的摩擦力為f2,此時木箱的加速度大小為a,有F－f2＝Ma聯(lián)立得a＝—0.5m/s2〔1分設(shè)小鐵塊經(jīng)過t1從木箱右端滑落,有〔1分小鐵塊滑落時,木箱的速度v1,則v1＝v0－at1〔1分小鐵塊滑落后,木箱在F作用下以速度v1作勻速運動,小鐵塊以初速度v0作平拋運動,下落時間為t2,有〔1分聯(lián)立得x＝0.8m〔1分〔2小鐵塊在水平方向的速度不變,平拋運動時下落時間也不變,因此,小鐵塊剛滑落時,要