高中物理板块模型经典题目和答案.docx
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高中物理板块模型经典题目和答案
高中物理板块模型经典题目和答案
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，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（）
3．如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地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，逐渐减小C．方向向右，大小不变D．方向向右，逐渐减小
例1．一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央．桌布的一边与桌的AB边重合，如图．已知盘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．若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？
（以g表示重力加速度）
10.如图所示，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况为（）A．物块先向左运动，再向右运动
B．物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C．木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D．木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零
14.质量为m=1.0kg的小滑块（可视为质点）放在质量为m=3.0kg的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.0m开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力F=12N,如图3-12所示,为使小滑块不掉下木板,试求:
（g取10m/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况为
A．物块先向左运动，再向右运动
B．物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C．木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D．木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零
17．如图18所示，小车质量M为2.0kg，与水平地面阻力忽略不计，物体质量m为0.5kg，物体与小车间的动摩擦因数为0.3，则：
（1）小车在外力作用下以1.2m/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＝3.5m/s2的加速度，需给小车提供多大的水平推力？
（3）若要使物体m脱离小车，则至少用多大的水平力推小车？
（4）若小车长L＝1m，静止小车在8.5N水平推力作用下，物体由车的右端向左滑动，则滑离小车需多长时间？
（物体m看作质点）
16．如图所示，木板长L＝1.6m，质量M＝4.0kg，上表面光滑，下表面与地面间的动摩擦因数为μ＝0.4.质量m＝1.0kg的小滑块（视为质点）放在木板的右端，开始时木板与物块均处于静止状态，现给木板以向右的初速度，取g＝10m/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．
17．如图所示，质量为m＝1kg，长为L＝2.7m的平板车，其上表面距离水平地面的高度为h＝0.2m，以速度
v0＝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点时相对于地面的速度为零），
PB＝.经过一段时间，小球从平板车上脱离后落到地面上．不计所有摩擦力，g取10m/s2.求：
（1）小球从放到平板车上开始至落到地面所用的时间；
（2）小球落地瞬间平板车的速度．
13．如图所示，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m＝1kg，其尺寸远小于L.小滑块与木板间的动摩擦因数μ＝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的大小范围是多少？
（2）其他条件不变，若恒力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．如图所示，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）当物体刚到达木板中点时木板的位移；
（2）若木板与桌面之间有摩擦，为使物体能达到板的右端，板与桌面之间的动摩擦因数应满足什么条件？
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μmg，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。
变式1例1中若拉力F作用在A上呢？
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使A、B以同一加速度运动，求拉力F的最大值。
（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），
例2如图3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，当小车速度达到1．5m/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μ=0．2，小车足够长，求物体从放在小车上开始经t=1．5s通过的位移大小。
（g取10m/s）
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=1．5m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μ1=0．2，A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0．1。
最大静摩擦力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开始运动，经过一段时间A、B相碰，碰后立刻达到共同速度，C瞬间速度不变，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）
2.解析：
主要考查摩擦力和牛顿第二定律。
木块和木板之间相对静止时，所受的摩擦力为静摩擦力。
在达到最大静摩擦力前，木块和木板以相同加速度运动，根据牛顿第二定律a1?
a2?
kt。
木块和木板相对m1?
m2
运动时，a1?
?
m2g
m1恒定不变，a2?
kt?
?
g。
所以正确答案是A。
m2
3．【解析】：
考查牛顿运动定律处理连接体问题的基本方法，简单题。
对于多个物体组成的物体系统，若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，再采用隔离法求解。
取A、B系统整体分析有f地A=?
（mA?
mB）g?
（mA?
mB）a，a=μg，B与A具有共同的运动状态，取B为研究对象，由牛顿第二定律有：
fAB=?
mBg?
mBa?
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。
例1．本题涉及到圆盘和桌布两种运动，先定性分析清楚两者运动的大致过程，形成清晰的物理情景，再寻找相互间的制约关系，是解决这一问题的基本思路。
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，则根据牛顿运动定律有?
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，
22则有v1?
2a2x2，?
2a1x1，v1
盘没有从桌面上掉下的条件是x2?
L?
x1，2
121at，x1?
a1t2，22设桌布从盘下抽出所经历时间为t，在这段时间内桌布移动的距离为x，有x?
而x?
L?
x1，2
由以上各式解得a?
10.答：
BC?
1?
2?
2?
1g。
?
2
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，所以物块相对地面向右运动，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，则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
过程的位移为x2,加速度为a2,减速运动的时间为t2.由牛顿第二定律得撤力前:
F－μ（m+M）g=Ma1（1分）解得a1?
4m/s2（1分）3
撤力后:
μ（m+M）g=Ma2（1分）解得a2?
8m/s2（1分）3
1122x1?
a1t1,x2?
a2t2（1分）22
为使小滑块不从木板上掉下,应满足x1+x2≤L（1分）
又a1t1=a2t2（1分）
由以上各式可解得t1≤1s
所以水平恒力作用的最长时间为1s.（1分）
（2）由上面分析可知,木板在拉力F作用下的最大位移x1?
可得F做功的最大值W?
Fx1?
12?
答案:
（1）1s
（2）8J
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，直至达到向右相同的速度，所以B、C正确．
答案：
BC
17．解析：
（1）m与M间最大静摩擦力F1＝μmg＝1.5N，当m与M恰好相对滑动时的加速度为：
F1.5F1＝mam，am＝m/s2＝3m/s2，m0.5
则当a＝1.2m/s2时，m未相对滑动，
所受摩擦力F＝ma＝0.5×1.2N＝0.6N
（2）当a＝3.5m/s2时，m与M相对滑动，摩擦力Ff＝mam＝0.5×3N＝1.5N
隔离M有F－Ff＝Ma
F＝Ff＋Ma＝1.5N＋2.0×3.5N＝8.5N
（3）当a＝3m/s2时m恰好要滑动．
F＝（M＋m）a＝2.5×3N＝7.5N
（4）当F＝8.5N时，a＝3.5m/s2
a物体＝3m/s2
a相对＝（3.5－3）m/s2＝0.5m/s2
1由L＝a相对t2，得t＝2s.2
答案：
（1）0.6N
（2）8.5N（3）7.5N（4）2s
16．[答案]
（1）20N
（2）4m/s11422a1t1?
?
?
1m?
m（1分）22332J?
8J.（1分）3
[解析]
（1）木板与地面间压力大小等于（M＋m）g①
故木板所受摩擦力Ff＝μ（M＋m）g＝20N②
（2）木板的加速度a＝＝5m/s③
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，根据v0－0＝2ax得2FfM2
v0＝2ax＝4m/s④
即木板初速度的最大值是4m/s.
17．[答案]
（1）2.0s
（2）6m/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/s2m
平板车速度减为零时，向右的位移
v22L0s0＝＝1.6m<＝1.8m2a3
之后，平板车向左匀加速运动，小球从B端落下，此时车向左的速度
v1＝?
?
2a?
s0?
＝5m/s?
3?
L
小球从放到平板车上，到脱离平板车所用时间
v1＋v0t1＝＝1.8sa
12小球离开平板车后做自由落体运动，设下落时间
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