板块模型分类导析Word下载.docx

1、（3）M的速度依然大于m的速度。（M+m）g情景4.这说明二者还保持原先的加速度，二者又造成m - .+FV2受力分析图:img m ：F imgm: ai , M: a2m能否共速，以及共速之后的情况, 的大小，而不是指绝对值。（1）aia2，没有共速可能。（2）0 aia2,即卩（3）ai0 a2，即（4）ai0a2, 即 卩（5）aia2 vi V2 打总结：分析板块模型需要从以下几个步骤下手；（1）比较初速度大小，确定摩擦力方；（2）比较加速度大小，确定能否共速；（3）共速之后进行受力分析，确定能否一起运动。 练习：1.质量为m=1kg的木块以水平速度 vo=9m/s滑上一个静止在粗糙

2、水平面上质量为向右运动，最后与木板相对静止，已知木板与木块的动摩擦因数为 w=0.4 ,木板与地面动摩擦因数为 匹=0.1 ,木板足够长。达到共同速度时木块相对地面的位移为 S1= ；木板相对地面的位移为 S2= ；当二者都停止运动时摩擦生热 Q= 。 （9m、2.25m、40.5J）2.质量为m=1kg的木块放在质量为 M=1kg的木板上，相对地面静止。某时刻木块在恒力 F=8N的作用下开始向右运动，并带动木板也运动，已知木块与木板间的动摩擦因数为 比=0.1，板长为l=2m，当木块从木板上滑落时木块相对地面的位移为 ，木板相对地面的位移为 。 （4m、2m）3.如图所示，长L=16m，质量

3、M=1kg的木板静放在光滑的水平面上，质量m=1kg的小物块放在木板的左端，木板和物块间的动摩擦因数 尸0.1。取 g=10m/s2，求：（1）使物块掉不下去的拉力 F （2N ）（2）如果拉力F=10N恒定不变，小物块所能获得的最大动能 （2J）4.如图所示，长L=1.6m，质量M=3kg的木板静放在光滑水平面上，质量木板和物块间的动摩擦因数 尸0.1 .现对木板施加一水平向右的拉力 F,（1） 使物块不掉下去的最大拉力 F ；（2）如果拉力F=10N恒定不变，小物块的所能获得的最大速度. 解：（1）求物块不掉下时的最大拉力，其存在的临界条件必是物块与木板具有共 同的最大加速度a1对物块，最

4、大加速度 a1= =卩g 1 m/s2对整体，F = （M+m）a1= （3 + 1） 1 N = 4 N当F = 10 N时，木板的加速度 a2= - m/s2= 3 m/s21 1由a2t2- a1t2=L，得物块滑过木板所用时间 t=（16 s2 2物块离开木板的速度 V1= a1t= . 1.6 m/s5.如图所示，质量 M = 8kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平恒力F , F = 8N，当小车向右运动的速度达到 1.5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为 m =2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数 近0.2 ,M= 1kg的木板，带动木板W=0.4

5、,木板与地面的动摩擦因数为F m现对木块施加一水平向右的拉力m=1kg的小物块放在木板的右端, 取 g=10m/s2，求：B.FF,A小车足够长。求从小物块放上小车开始，经过 t =1.5s小物块通过的位移大小为多少？（取 g = 10m/s2）。分析：当小物块放上小车后，在水平方向上受向右的摩擦力，所以小物块做匀加速直线运动，小车在水平方向上受推力和物块的摩擦力也做匀加速直线运动. 求出两者速度相等时所经历的时间， 判断物块和小车能否保持相对静止，一起做匀加速直线运动.判断出物块和小车的运动情况，根据运动学公式求出物块的位移.解：开始一段时间，物块相对小车滑动，两者间相互作用的滑动摩擦力的大

6、小为 Ff=ymg=4N .物块在Ff的作用下加速，加速度为 am =2m/s2.小车在推力F和f的作用下加速，加速度为 aM Ff一 =0.5m/s2.初速度为 u=1.5m/s，设经过时间ti，两者达到共同速度 u则有：uamti=u+aMti代入数据可得：ti=is， u=2m/s1在这ti时间内物块向前运动的位移为 si=2 amt2=im .以后两者相对静止， 相互作用的摩擦力变为静摩擦力将两者作为一个整体，在 F的作用下运动的加速度为 a，贝U F=（M+m）a得a=0.8m/s2.” ” 、一 i 2在剩下的时间t2=t-ti=0.5s时间内，物块运动的位移为 S2= u2t+-

7、at；，得S2=i.im .2可见小物块在总共 i.5s时间内通过的位移大小为 s=si+s2=2.im.答：经过t=i.5s小物块通过的位移大小为 2.im .点评：解决本题的关键理清小车和物块在整个过程中的运动情况，然后运用运动学 公式求解.6.（20i3高考25. i8分）一长木板在水平地面上运动，在 t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度一时间图像如图所示。己知物块与 木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦 .物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小 g = i0m/s求：（1）物块与木板间；木板与地面间的

8、动摩擦因数 ：（2）从t = 0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小 解：（i）从t=0时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木块减速，此 过程一会持续到物块和木板具有相同速度为止。由图可知，在ti=0.5s时，物块和木板的速度相同。设 t=0到t= ti时间间隔内，物块和木板的加速度度大小分别为ai和a2,则aiVi tiVo Vt -ai t - ti式中Vo 5m/s、Vi im/s分别为模板在t=0、t=ti时速度大小。设物块和木板的质量为 m，物块和木板间的动摩擦因数分别为 眼 国，由牛顿第二定律得Mimg=ma i （t+2 圍mg=ma2 C5联立。式得

9、pi= 0.20 C5）俘=0.30 C（2）在ti时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块和木板之间的摩擦力改变方向。设物块与木板 之间的摩擦力大小为 f,物块和木板的加速度大小分别为 ai和a2，则由牛顿第二定律得f mai C2 2mg f ma2 C假设f img，则ai a2 ；由式得f 2mg img，与假设矛盾，故f img C由式知，物块加速度的大小 ai等于ai ；物块的V-t图像如图中点划线所示。由运动学公式可推知，物块和木块相对于地面的运动距离分别为si 2亠2aiCJ v/fm-s-1）V0 V Vis2 ti2 2ai物块相对于木板的位移大小为s si s2n联立

10、C CC C C C C式得U05 仙s= 1.125m 7.m的物块,如图所示，一块质量为 M长为L的均质板放在很长的光滑水平桌面上，板的左端有一质量为 物块上连接一根很长的细绳，细绳跨过位于桌面的定滑轮，某人以恒定的速 率v向下拉绳，物块最多只能到达板的中央，而此时的右端尚未到桌边定滑 轮，试求物块与板的动摩擦因数及物体刚到达板的中点时板的位移若板与桌面之间有摩擦，为使物体能达到板的右端，板与桌面间的动摩擦因数范围若板与桌面之间的动摩擦因数取 （2）问中的最小值，在物体从板的左端运动到板的右端的过程中,人拉绳的力所做的功（其它阻力不计）（1）设物块在板上滑行的时间为 t1,对板应用动量定理

11、得：（1）（2）（3）Mvp1mgt1=Mv, t1= 1mg设在此过程中物块前进位移为 3,板前位移为s2,则 Si=vtlS2 2tilS1-S2=C4）由得物块与板间的动摩擦因数为 口=型二板的位移S2=dmgl 2【解析】当拉力F0作用于滑块m上，木板能够产生的最大加速度为：a” （mgqE） 2.0 m/s 1 分为使滑块与木板共同运动，滑块最大加速度 am t1时，设A和B的加速度分别为a1、a2，此时AB之间的摩擦力为零, a1 =6m/s2 3a2 =-2m/s2 3即B做减速运动，设经过时间 t2, B的速度减为零，则有V2+ a2t2=0 3联立30 3 3可得t2=1s

12、在t1+t2时间内，1 2s （ a1t1 v1t2此后B静止不动，有A相对于B运动的距离为1 2 1 2 玄1上2 ）（玄2上1 V?t2 2 2A继续在B上画的，a2t2） 12m 27m再设经过时间 t3, A1 2 a1t2）t3 _ a1t3可得t3=1s （另一解不合题意，舍去） 设A在B上总的运动时间t总t 总=t1 + t2+t3=4S（利用下面的速度图象求解，正确的，参照上述答案信参考给分 ）11.如图所示，质量m=1kg的小物块放在一质量为 M=4kg的足够长的木板 右端，物块与木板间的摩擦因数 0.2木板与水平面间的摩擦不计。物块用劲度系数k=25N/m的弹簧拴住，弹簧的

13、另一端固定。开始时整个装置静同理可得离开B,Eu LZ（4）解得：x=0.08m止，弹簧处于原长状态。现对木板施以 F=12N的水平向右恒力，在弹簧第一次拉伸到最长时木板的速度为v=0.5 m/s,（最大静摩擦力可认为等滑动摩擦力，计算时取 n=10, g=10m/s2）（1）开始施力的瞬间的物块的加速度多大？物块达到最大速度时离出发点多远？（2）从开始运动到弹簧第一次拉伸到最长的过程中系统增加的内能是多少？（3）对木板应用牛顿定律 F-卩mg=Mai （5）解得 ai=2.5m/s （6）木板做初速度为 0的匀加速运动vt2=2ais板 （7）解得 S板=0.50 m （ 8）根据简谐振动的

14、对称性 S块=2x=0.16m （9）由于摩擦而损失的机械能为 AE=u mg（s板一s块）=0.68J12.质量为M的特殊平板在光滑的水平面上以速度 V0 = 4m/s向右匀速运动，在平板上方存在厚度的 d = 2cm的 相互作用区域（如 图中虚线部分所示），相互作用区域”上方高h = 20cm处有一质量 为m的静止物块P。平板的右端 A经过物块P的正下方时，P同 时无初速度释放。当物块 P以速度vi进入相互作用区时，平板对 P立即产生一个竖直向上的恒力 F ;当P与平板接触时F方向立即变竖直向下而大小保持不变。已知 M = 3m, F = kmg, k = 11,物块与平板间的动摩擦因数

15、112，取重力加速度 g = 10m/s2,不计空气阻力，试求：（1）物块P下落至平板刚接触时的速度 V2多大?（2）物块P释放后经多长时间t与平板接触？（3）欲使物块P不致于落到光滑的水平面上，平板 L至少为多长?V2 2gh （1 分）（1） P先做自由落体运动，然后进入相互作用区做匀减速运动V2 V2 2ad （1 分） a （kmg mg） （2 分） m由以上各式解得V2 = 0 （ 1分）（2） P先做自由落体运动过程，有h宁七1 （1分） 进入相互作用区做匀速运动过程，有 d 宁t2 （ 1分）v 、2gh 2m/s （1 分）由以上各式解得 t1 = 0.2s t2 = 0.0

16、2s （1 分）所以P释放后到与平板接触经历的时间为 t = t1 + t2 = 0.2s + 0.02s = 0.22s （1分）与平板接触后，在水平方向上， P与平板组成的系统满足动量守恒（3）从P释放后到刚与平板接触的 t时间内，平板位移了 L1 = Vot = 4 （X22m = 0.88m （1分）P（m + 3m） v = 3mvo （2 分）V为P与平板相对静止时的共同速度。这一过程根据系统能量守恒，有1 2 1 2（kmg mg）L2 - 3m v0 - 4m v （2 分）由以上各式解得L2厂匚0（ 1分）3vqv=4m/s0.4m/s=2m/s ；这一过程铁板的位移 S1=

17、2m v 2.8m；2a因而此后砂轮对铁板的摩擦力将变为静摩擦力 FJ, F1 1=,铁板将以2m/s的速度做匀速运动；故铁板先以1m/s2的加速度做匀加速直线运动，然后以 2m/s的速度做匀速运动.（只要上面以求出，不说数据也可）（2）铁板加速时间t1= - =2s；L s铁板匀速时间t2= =s=0.4s -Vm ，故总时间为t=t1 + t2=2.4s.（3）根据功能关系和能量守恒定律可知，消耗的总电能等于系统增加的动能和内能之和；L s 1 2铁板动能增量为， AEk= =mv =20Jvm 2铁板与滚轮间的相对路程为， AS=vmt1-s1=2 X2-2=2m ；铁板与滚轮间因摩擦产生的热量为 Q1=F1AS=30疋J=60J；铁板与地面间因摩擦产生的热量为 Q2=F2L=20 X2.8J=56J；因而消耗的电能为如图所示。假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为 m （可视为质量不变的滑块）