高考物理板块模型典型例题+答案.doc
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16
1.(8分)如图19所示,长度L=1.0m的长木板A静止在水平地面上,A的质量m1=1.0kg,A与水平地面之间的动摩擦因数μ1=0.04.在A的右端有一个小物块B(可视为质点).现猛击A左侧,使A瞬间获得水平向右的速度υ0=2.0m/s.B的质量m2=1.0kg,A与B之间的动摩擦因数μ2=0.16.取重力加速度g=10m/s2.
(1)求B在A上相对A滑行的最远距离;
(2)若只改变物理量υ0、μ2中的一个,使B刚好从A上滑下.请求出改变后该物理量的数值(只要求出一个即可).
B
A
v0
L
图19
2、(8分)如图13所示,如图所示,水平地面上一个质量M=4.0kg、长度L=2.0m的木板,在F=8.0N的水平拉力作用下,以v0=2.0m/s的速度向右做匀速直线运动.某时刻将质量m=1.0kg的物块(物块可视为质点)轻放在木板最右端.(g=10m/s2)
(1)若物块与木板间无摩擦,求物块离开木板所需的时间;(保留二位有效数字)
(2)若物块与木板间有摩擦,且物块与木板间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦因数相等,求将物块放在木板上后,经过多长时间木板停止运动。
3.(2009春会考)(8分)如图15所示,光滑水平面上有一块木板,质量M=1.0kg,长度L=1.0m.在木板的最左端有一个小滑块(可视为质点),质量m=1.0kg.小滑块与木板之间的动摩擦因数μ=0.30.开始时它们都处于静止状态.某时刻起对小滑块施加一个F=8.0N水平向右的恒力,此后小滑块将相对木板滑动.
(1)求小滑块离开木板时的速度;
m
M
F
图15
(2)假设只改变M、m、μ、F中一个物理量的大小,使得小滑块速度总是木板速度的2倍,请你通过计算确定改变后的那个物理量的数值(只要提出一种方案即可).
4.(2009夏)(8分)如图15所示,水平桌面到地面的高度h=0.8m.质量m=0.2kg的小物块(可以看作质点)放在桌面A端.现对小物块施加一个F=0.8N的水平向右的恒力,小物块从静止开始运动.当它经过桌面上的B点时撤去力F,一段时间后小物块从桌面上的C端飞出,最后落在水平地面上.已知AB=BC=0.5m,小物块在A、B间运动时与桌面间的动摩擦因数μ1=0.2,在B、C间运动时与桌面间的动摩擦因数μ2=0.1.
(1)求小物块落地点与桌面C端的水平距离;
F
h
A
B
C
图15
(2)某同学作出了如下判断:
若仅改变AB段的长度而保持BC段的长度不变,或仅改变BC段的长度而保持AB段的
长度不变,都可以使小物块落地点与桌面C端
的水平距离变为原来的2倍.请你通过计算说明
这位同学的判断是否正确.
5.(2010春)如图14所示,光滑水平面上有一木板槽(两侧挡板厚度忽略不计),质量M=2.0kg,槽的长度L=2.0m,在木板槽的最左端有一个小滑块(可视为质点),质量m=1.0kg,小滑块与木板槽之间的动摩擦因数.开始时它们都处于静止状态,某时刻起对木板槽施加一个F=10.0N水平向左的恒力,此后小滑块将相对木板槽滑动。
(1)求小滑块滑到木板槽中点时速度的大小;
(2)水平面光滑是一种理想化的情况,实际上木板槽与水平面间是有摩擦的,经测定木板槽与水平面间的动摩擦因数=0.05。
如果使小滑块滑到木板槽中点时的速度与第
(1)问所求速度相同,请你通过计算确定一种方案:
即只改变M、m、F中一个物理量的大小,实现上述要求(只要提出一种方案即可)。
6.(8分)如图17所示,质量M=5kg的平板静止在光滑的水平面上,平板的右端有一竖直挡板,一个质量m=2kg的木块静止在平板上,木块与挡板之间的距离L=0.8m,木块与平板之间的动摩擦因数μ=0.4.
(1)若对木块施加F=12N水平向右的恒力,直到木块与挡板相撞,求这个过程经历的时间t;
(2)甲同学说,只增大平板的质量M,可以缩短上述时间t;乙同学说,只减小平板的质量M,可以缩短上述时间t.请你通过计算,判断哪位同学的说法是正确的.
L
M
F
L
平板
木块
图17
7.(2011年夏)如图17所示,光滑水平面上有一块质量M=3.0kg,长度L=1.0m的长木板,它的右端有一个质量m=2.0kg的小物块(可视为质点),小物块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.20.小物块与长木板都处于静止状态。
从某时刻起对长木板施加一个水平向右的恒力F,使小物块将相对长木板滑动,经过时间t=1.0s,小物块恰好滑到木板的中点。
取重力加速度g=10m/s2
(1)求恒力F的大小;
(2)假设改变M、m、F中一个物理量的大小,
使得经过时间t=1.0s,小物块恰好滑到木板的
左端。
请你通过计算确定改变后的那个物理量
的数值(只要提出一种方案即可)
.
8.(2011年春)如图17所示,长度L=1.0m的长木板A静止在水平地面上,A的质量m1=1.0kg,A与水平地面之间的动摩擦因数μ1=0.04.小物块B(可视为质点)以υ0=2.0m/s的初速度滑上A的左端,B的质量m2=1.0kg,A与B之间的动摩擦因数μ2=0.16.取重力加速度g=10m/s2.
(1)求B在A上相对A滑行的最远距离;
B
A
υ0
图17
L
(2)若只改变物理量υ0、μ1、μ2中的一个,使B刚好从A上滑下,请确定改变后该物理量的数值(只要提出一种方案即可).
9.(2012年春)如图19所示,光滑水平面上有一块静止的长木板,木板的长度L=2.4m,质量M=3.0kg.某时刻,一个小物块(可视为质点)以υ0=3.0m/s的初速度滑上木板的右端,与此同时对木板施加一个F=6.0N的水平向右的恒力.物块的质量m=1.0kg,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.30.取重力加速度g=10m/s2.
(1)求物块相对木板滑动的最大距离;
(2)若只改变物理量F、M、m中的一个,使得物块速度减为零时恰好到达木板的左端,请确定改变后该物理量的数值(只要提出一种方案即可).
F
m
M
υ0
图19
10.(8分)如图19所示,光滑水平面上放着一块长木板,木板处于静止状态,其长度L=1.6m.质量M=3.0kg,质量m=1.0kg的小物块放在木板的最右端(小物块可视为质点),小物块与木板之间的动摩擦因数μ=0.10.现对木板施加一个F=10N方向水平向右的恒力,木板与小物块发生相对滑动。
取g=10m/s2
(1)求木板开始运动时加速度的大小;
(2)如果把木板从物块下方抽出来,那么F持续作用的时间至少需要多长?
M
h
L
v0
m
F
图16
11.(2013丰台会考模拟)如图16所示,一上表面光滑的木箱宽L=1m、高h=3.2m、质量M=8kg。
木箱在水平向右的恒力F=16N作用下,以速度v0=3m/s在水平地面上做匀速运动。
某时刻在木箱上表面的左端滑上一质量m=2kg,速度也为3m/s的光滑小铁块(视为质点),重力加速度g取10m/s2。
求:
(1)小铁块刚着地时与木箱右端的距离x;
(2)若其它条件均不变,木箱宽至少为多
长,小铁块刚着地时与木箱右端的距离最远。
12.(2013海淀会考模拟)如图17所示,在高出水平地面h=0.80m的平台上放置一质量m2=0.20kg、长L=0.375m的薄木板A。
在A最右端放有可视为质点的小金属块B,其质量m1=0.50kg。
小金属块B与木板A、木板A与平台间、小金属块与平台间的动摩擦因数都相等,其值m=0.20。
开始时小金属块B与木板A均静止,木板A的右端与平台右边缘的距离d=0.49m。
现用水平力将木板向右加速抽出。
在小金属块从木板上滑下以前,加在木板上的力为水平向右的恒力F。
小金属块落到平台上后,将木板迅速取走,小金属块又在平台上滑动了一段距离,再从平台边缘飞出落到水平地面上,小金属块落地点到平台的水平距离x=0.08m。
(取g=10m/s2,不计空气阻力)求:
小金属块B离开平台时速度vB的大小;
B
x
F
A
h
d
图17
(2)小金属块B从开始运动到刚脱离木板
A时,小金属块B运动的位移xB;
(3)作用在木板上的恒力F的大小。
图19
F
13.(2013东城南片模拟)如图19所示,质量M=2.0kg的长木板静止在光滑水平面上,在长木板的左端放一质量m=1.0kg的小滑块(可视为质点),小滑块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.10.现用水平恒力F=3.0N向右拉小滑块,使小滑块与长木板发生相对滑动,当小滑块滑至距长木板的左端3m时撤去力F.已知小滑块在运动过程中始终没有脱离长木板.取g=10m/s2.求:
⑴撤去力F时小滑块和长木板的速度各是多大;
⑵运动中小滑块距长木板左端的最远距离.
滑块参考答案
1.
2.
3.解:
(1)小滑块受到F=8.0N水平向右的恒力后,向右做匀加速直线运动,所受向左的摩擦力f=μmg
根据牛顿第二定律,小滑块的加速度a1==5.0m/s2
设经过时间t后小滑块离开木板。
在这段时间内小滑块的位移
木板所受向右的摩擦力f′=f,向右做匀加速直线运动。
根据牛顿第二定律,木板的加速度a2==3.0m/s2
在时间t内木板的位移F
F
x2
x1
L
由图可知L=x1–x2,解得t=1.0s
则小滑块离开木板时的速度v=a1t=5.0m/s
(2)小滑块做匀加速直线运动的速度
木板做匀加速直线运动的速度
任意时刻小滑块与木板速度之比
欲使小滑块速度是木板速度的2倍,应满足
若只改变F,则F=9N若只改变M,则M=1.2kg
若只改变μ,则μ=0.27若只改变m,则m=0.93kg
4.
5.解:
(1)木板槽受到F=10.0N水平向左的恒力后,向左做匀加速直线运动,所受向右的摩擦力,增
根据牛顿第二定律,木板槽的加速度
设经过时间t后小滑块滑到木板槽中点,在这段时间内木板槽的位移
小滑块因受向左的摩擦力,将向左做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律,小滑块的加速度
在时间t内木板的位移
由图可知
解得
则小滑块滑到木板槽中点时的速度
(2)由于小滑块滑到木板槽中点时的速度与第
(1)问所求速度相同,而小
滑块的加速度不变,所以当木板槽与水平面间有摩擦时,要求木板槽的加速度也不变,即
若只改变F,则F=11.5N;
若只改变M,则M=1.67kg;
若只改变m,则m=0.40kg.
N1
mg
F
f1
Mg
f2
N’
N2
6.解:
(1)对木块施加推力作用后,木块和平板的受力情况如图所示.
木块受到的滑动摩擦力f1=μN1=μmg=0.40×2.0×10N=8.0N
根据牛顿第三定律,有 f1=f2,N1=N2
根据牛顿第二定律,木块的加速度a1=m/s2=2.0m/s2
平板的加速度a2=m/s2=1.6m/s2
设经过t,木块恰好与挡板相撞,则L=-
解得