最新滑块木板模型题目大全精选带答案Word文件下载.docx
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C.B与地面间的动摩擦因数为0.2
D.A,B间的动摩擦因数为0.2
6.〔2014秋•XX期末〕如图所示,质量为m1的足够长木板静止在水平面上,其上放一质量为m2的物块.物块与木板的接触面是光滑的.t=0时刻起,给木块施加一水平恒力F.分别用a1、a2和v1、v2表示木板、物块的加速度和速度大小,图中符合运动情况的是〔 〕
7.〔2015秋•小店区校级期中〕如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上.A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为
μ.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对B施加一水平拉力F,则〔 〕
A.当F<2μmg时,A、B相对地面静止
B.当F=
μmg时,A的加速度为
μg
C.当F>3μmg时,A相对B滑动
D.无论F为何值,A的加速度不会超过μg
8.〔2014•靖边县校级模拟〕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,下列反映a1和a2变化的图线中正确的是〔 〕
二.填空题〔共1小题〕
9.〔2015秋•XX校级月考〕如图所示,木板静止于水平地面上,在其最右端放一可视为质点的木块.已知木块的质量m=1kg,木板的质量M=4kg,长L=2.5m,上表面光滑,下表面与地面之间的动摩擦因数μ=0.2.现用水平恒力F=20N拉木板,g取10m/s2,求:
〔1〕木板的加速度;
〔2〕要使木块能滑离木板,水平恒力F作用的最短时间;
〔3〕如果其他条件不变,假设木板的上表面也粗糙,其上表面与木块之间的动摩擦因数为0.3,欲使木板能从木块的下方抽出,需对木板施加的最小水平拉力是多大?
〔设最大静摩擦力等于滑动摩擦力〕
〔4〕若木板的长度、木块质量、木板的上表面与木块之间的动摩擦因数、木块与地面间的动摩擦因数都不变,只将水平恒力增加为30N,则木块滑离木板需要多长时间?
三.解答题〔共10小题〕
10.〔2014•XX一模〕如图所示,质量M=1kg的木块A静止在水平地面上,在木块的左端放置一个质量m=1kg的铁块B〔大小可忽略〕,铁块与木块间的动摩擦因数μ1=0.3,木块长L=1m,用F=5N的水平恒力作用在铁块上,g取10m/s2.
〔1〕若水平地面光滑,计算说明两木块间是否会发生相对滑动.
〔2〕若木块与水平地面间的动摩擦因数μ2=0.1,求铁块运动到木块右端的时间.
11.〔2014秋•XX校级期中〕如图所示,在光滑的水平地面上有一个长为L,质量为M=4Kg的木板A,在木板的左端有一个质量为m=2Kg的小物体B,A、B之间的动摩擦因数为μ=0.2,当对B施加水平向右的力F作用时〔设A、B间的最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等〕,
〔1〕若F=5N,则A、B加速度分别为多大?
〔2〕若F=10N,则A、B加速度分别为多大?
〔3〕在〔2〕的条件下,若力F作用时间t=3s,B刚好到达木板A的右端,则木板长L应为多少?
12.〔2013秋•无极县校级月考〕如图示,在光滑的水平面上静止放有一质量M=4kg的长木板,现有一质量为m=1kg的小物块〔视为质点〕以v0=10m/s的初速度从木板的左端滑上木板,已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,要使物块不能从木板上滑下,求木板的长度至少为多少?
13.〔2014•复兴区校级一模〕一质量为500kg的木箱放于质量为2000kg的平板车的后部,木箱到驾驶室的距离L=1.6m,已知木箱与平板车间的动摩擦因数u=0.484,平板车运动过程中所受的阻力是车和箱总重的0.2倍,平板车以Vo=22m/s的恒定速率行驶,突然驾驶员刹车,使车做匀减速运动,为让木箱不撞击驾驶室,g取10,试求:
〔1〕从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间?
〔2〕驾驶员刹车时的制动力不能超过多少?
14.〔2013•XX〕如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度为g.
〔1〕当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;
〔2〕要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;
〔3〕本实验中,m1=0.5kg,m2=0.1kg,μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1m,取g=10m/s2.若砝码移动的距离超过l=0.002m,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?
15.如图所示,薄板A长L=5m,其质量M=5kg,放在水平桌面上,板右端与桌边相齐.在A上距右端s=3m处放一物体B〔可看成质点〕,其质量m=2kg.已知A、B间动摩擦因数μ1=0.1,A与桌面间和B与桌面间的动摩擦因数均为μ2=0.2,原来系统静止.现在在板的右端施加一大小一定的水平力F持续作用在A上直到将A从B下抽出才撤去,且使B最后停于桌的右边缘.求:
〔1〕B运动的时间.
〔2〕力F的大小.
16.〔2010•乾安县校级三模〕如图所示,在足够长的光滑水平面上,放置一长为L=1m、质量为m1=0.5kg的木板A,一质量为m2=1kg的小物体B以初速度υ0=4m/s滑上A的上表面,A与B之间的动摩擦因数为μ=0.2,g=10m/s2;
〔1〕当B刚从A上滑落时,A、B的速度分别是多大?
〔2〕为使B不从木板A的右端滑落,当B滑上A时,在A的右端始终施加一个水平向右的恒力F,求F的大小应满足的条件.
17.〔2014秋•渝中区校级期中〕如图所示,光滑水平面上静止放着长L=1m,质量为M=3kg的木块,一个质量为m=1kg的小物体〔可看作质点〕放在木板的最右端,m和M之间的动摩擦因数μ=0.1,今对木板施加一水平向右的拉力F,〔g取10m/s2〕
〔1〕为使物体与木板不发生滑动,F不能超过多少?
〔2〕如果拉力F=10N恒定不变,求小物体离开木板时的速度大小.
18.〔2011秋•潍坊期末〕如图所示,长为L=2m、质量为M=8kg的木板,放在水平地面上,木板向右运动的速度v=6m/s时,在木板前端轻放一个大小不计,质量为m=2kg的小物块.木板与地面、物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.2,g=10m/s2,求:
〔1〕物块与木板的加速度;
〔2〕物块滑离木板时的速度.
19.〔2011•XX市校级二模〕质量M=3kg的长木板放在光滑的水平面上,在水平恒力F=11N作用下由静止开始向右运动,如图所示,当速度达到lm/s时,将质量m=4kg的物块轻轻放到木板的右端,已知物块与木板间动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2.求:
〔1〕物体经多少时间与木板保持相对静止?
〔2〕在这一时间内,物块在木板上滑行的距离多大?
〔3〕物块与木板相对静止后,物块受到的摩擦力多大?
参考答案与试题解析
[考点]牛顿第二定律;
动摩擦因数.
[专题]牛顿运动定律综合专题.
[分析]从图乙中可以看出,当F=2N时,木板开始滑动,说明地面给木板的滑动摩擦力为2N,f1=μ1〔M+m〕g求木板与地面间的动摩擦因数μ1;
根据图乙中可以看出,当F从6逐渐增加时,f不变,说明此时的f是滑动摩擦力,即f=μ2mg从而求动摩擦因数μ2.
[解答]解:
AC、从图乙中可以看出,当F=2N时,即t=1s时,木板和铁块开始一起滑动,说明地面给木板的滑动摩擦力为2N,f1=μ1〔M+m〕g=2N,μ1=
=0.1,故AC正确;
B、从图乙中可以看出F=6N,即t=3s,铁块开始相对木板滑动,此时的f是滑动摩擦力,即f=μ2mg=4N可得:
μ2=
=
,故B错误,D正确;
故选:
ACD
[点评]解决本题的关键能够正确地受力分析,分析铁块和木板的运动状态,运用牛顿第二定律进行求得不同的加速度,结合运动学公式联合求解
[考点]摩擦力的判断与计算;
物体的弹性和弹力.
[专题]摩擦力专题.
[分析]先以BC整体为研究对象,根据AB间的最大静摩擦力结合牛顿第二定律求出BC的最大加速度,再以C为研究对象根据牛顿第二定律求出绳子的拉力.
AB间的最大静摩擦力为μ•2mg,
先以BC整体为研究对象,根据牛顿第二定律:
μ•2mg=2mamax
得:
amax=μg
以C为研究对象,根据牛顿第二定律:
Tmax=ma=μmg
B.
[点评]本题关键是灵活选取研究对象然后结合牛顿第二定律求解,明确采取整体法的条件是:
两个物体加速度相同.
匀变速直线运动的速度与时间的关系;
匀变速直线运动的图像.
[分析]当F较小时,AB整体具有共同的加速度,二者相对静止,当F较大时,二者加速度不同,将会发生相对运动,此后A做变加速直线,B匀加速直线运动,为了求出两物体开始分离的时刻,必须知道分离时F的大小,此时采用整体法和隔离法分别列牛顿第二定律的方程即可
选AB整体为研究对象,AB整体具有共同的最大加速度,有牛顿第二定律得:
a1=
对B应用牛顿第二定律:
对A应用牛顿第二定律:
经历时间:
t=
由以上解得:
此后,B将受恒力作用,做匀加速直线运动,图线为倾斜的直线
B
[点评]当两者相对运动后,B将受恒力作用,做匀加速运动,可排除C、D选项,A、B选项的差别在于恰好相对运动的时刻,就需分别采用隔离法和整体法分别列方程了,也可以采用反证法,看看当F=f时是否相对滑动?
所以,要注意总结解题方法
摩擦力的判断与计算.
[分析]通过物块与木板的摩擦力与最大静摩擦力比较,判断是否发生相对滑动.隔离对小物块分析,根据牛顿第二定律求出小物块的加速度的大小,然后对整体分析,根据牛顿第二定律求出整体受到的推力的大小.
对整体分析,根据牛顿第二定律求出整体的加速度,隔离对小物块分析,根据牛顿第二定律求出小物块所受的摩擦力大小.
A、假设相对静止,对m,其最大摩擦力f提供最大的加速度,故f=μmg=ma
所以:
a=μg=0.2×
10=2m/s2
对整体:
F=〔M+m〕a=〔8+2〕×
2=20N
可知若要m相对于M开始运动,则推力满足:
F>20N.故AB错误;
C、当F=10N时,选择向右为正方向,对整体:
F=〔M+m〕a′
对m,受到的摩擦力提供加速度,有:
f′=ma′=2×
1=2N
根据牛顿第三定律可知,m对M的摩擦力的大小也是2N,方向向左.故C正确,D错误.
C
[点评]解决本题的关键理清物块和木板的运动规律,抓住位移关系,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.
[分析]对图象进行分析,明确物体的运动状态和加速度的变化情况,再根据牛顿第二定律以与摩擦力公式进行分析,列式求解即可得出对应的质量和动摩擦因数.
由图可知,二者开始时对地静止,当拉力为3N时开始对地滑动;
故B与地面间的最大静摩擦力为3N;
当拉力为9N时,AB相对滑动,此时A的加速度为4m/s2;
当拉力为13N时,B的加速度为8m/s2;
对A分析可知,μ1g=4;
解得:
AB间的动摩擦因数μ1=0.4;
对B分析可知,13﹣3﹣μ1mAg=mB×
8
对整体有:
9﹣3=〔mA+mB〕×
4
联立解得;
mA=0.5kg;
mB=1kg;
则由μ2〔mA+mB〕g=3解得:
B与地面间的动摩擦因数为:
μ2=0.2;
故AC正确,BD错误;
AC.
[点评]本题考查牛顿第二定律与图象的相片综合应用,关键在于明确图象的意义,能根据图象找出最大静摩擦与力和加速度的关系.
[分析]物块与木板的接触面是光滑的,所以木板一直处于静止,根据牛顿第二定律得出物块加速度以与速度与时间的关系.
A、木板一定保持静止,加速为0,故A错误B错误.
C、物块的加速度a=
,即物块做匀加直线运动,v﹣t图象为倾斜的直线,而木板保持静止,速度一直为0,故C错误D正确;
D.
[点评]解决本题的关键知道木块和木板之间运动情况,知道速度时间图线的斜率表示加速度.
[考点]牛顿第二定律.
[分析]根据A、B之间的最大静摩擦力,隔离对B分析求出整体的临界加速度,通过牛顿第二定律求出A、B不发生相对滑动时的最大拉力.然后通过整体法隔离法逐项分析.
AB之间的最大静摩擦力为:
fmax=μmAg=2μmg,AB发生滑动的加速度为a=μg,B与地面间的最大静摩擦力为:
f′max=
μ〔mA+mB〕g=
μmg,故拉力F最小为F:
F﹣f′max=〔m+2m〕•a,所以
F=
上,AB将发生滑动
A、当F<2μmg时,F<fmax,AB之间不会发生相对滑动,B与地面间会发生相对滑动,所以A、B都相对地面运动,选项A错误.
B、当F=
μmg
时,故AB间不会发生相对滑动,由牛顿第二定律有:
a=
,选项B正确.
C、当
F>3μmg时,AB间不会发生相对滑动,选项C错误.
D、A对B的最大摩擦力为2μmg,无论F为何值,A的加速度为a=μg,当然加速度更不会超过μg,选项D正确.
BD.
[点评]本题考查了摩擦力的计算和牛顿第二定律的综合运用,解决本题的突破口在于通过隔离法和整体法求出A、B不发生相对滑动时的最大拉力.
[专题]压轴题;
牛顿运动定律综合专题.
[分析]当F比较小时,两个物体相对静止,一起加速运动,加速度相同,根据牛顿第二定律得出加速度与时间的关系.当F比较大时,m2相对于m1运动,两者加速度不同,根据牛顿第二定律分别对两个物体研究,得出加速度与时间的关系,再选择图象.
当F比较小时,两个物体相对静止,加速度相同,根据牛顿第二定律得:
a=
,a∝t;
当F比较大时,m2相对于m1运动,根据牛顿第二定律得:
对m1:
,μ、m1、m2都一定,则a1一定.
对m2:
a2=
t﹣μg,a2是t的线性函数,t增大,a2增大.
由于
,则两木板相对滑动后a2图象大于两者相对静止时图象的斜率.故A正确.
A
[点评]本题首先要分两个相对静止和相对运动两种状态分析,其次采用整体法和隔离法研究得到加速度与时间的关系式,再选择图象,是经常采用的思路.
匀变速直线运动的位移与时间的关系.
[分析]〔1〕根据牛顿第二定律求出木板的加速度.
〔2〕让木板先做匀加速直线运动,然后做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律,结合位移之和等于板长求出恒力F作用的最短时间.
〔3〕根据牛顿第二定律求出木块的最大加速度,隔离对木板分析求出木板的加速度,抓住木板的加速度大于木块的加速度,求出施加的最小水平拉力.
〔4〕应用运动学公式,根据相对加速度求所需时间.
〔1〕木板受到的摩擦力Ff=μ〔M+m〕g=10N
木板的加速度
=2.5m/s2
〔2〕设拉力F作用t时间后撤去,木板的加速度为
木板先做匀加速运动,后做匀减速运动,且a=﹣a′
有at2=L
t=1s,即F作用的最短时间是1s.
〔3〕设木块的最大加速度为a木块,木板的最大加速度为a木板,则
对木板:
F1﹣μ1mg﹣μ〔M+m〕g=Ma木板
木板能从木块的下方抽出的条件:
a木板>a木块
F>25N
〔4〕木块的加速度
=4.25m/s2
木块滑离木板时,两者的位移关系为x木板﹣x木块=L
即
带入数据解得:
t=2s
答:
〔1〕木板的加速度2.5m/s2;
〔2〕要使木块能滑离木板,水平恒力F作用的最短时间1s;
〔3〕对木板施加的最小水平拉力是25N;
〔4〕木块滑离木板需要2s
[点评]本题综合考查了牛顿第二定律和运动学公式,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.对于第三问抓住临界情况,结合牛顿第二定律求解.