《板塊模型》(老師版)

1、板塊模型專題題一：如下列圖，物體 A疊放在物體 B上，B置于光滑水平面上。 A B質(zhì)量分別為6.0 kg和2.0 kg , A、B之間的動(dòng) 摩擦因數(shù)為0.2。在物體A上施加水平方向的拉力 F,開始時(shí)F=10 N,此后逐漸增大，在增大到 45N的過程中，以下判 斷正確的選項(xiàng)是A. 兩物體間始終沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)B. 兩物體間從受力開始就有相對(duì)運(yùn)動(dòng)一計(jì) FC. 當(dāng)拉力FV 12 N時(shí)，兩物體均保持靜止?fàn)顟B(tài)D. 兩物體開始沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)F> 18 N時(shí)，開始相對(duì)滑動(dòng)題二：如下列圖，光滑水平面上有一塊木板，質(zhì)量M = 1.0 kg，長(zhǎng)度L = 1.0 m .在木板的最左端有一個(gè)小滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量

2、m = 1.0 kg .小滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)口 = 0.30 .開始時(shí)它們都處于靜止?fàn)顟B(tài).某時(shí)刻起對(duì)小滑塊施加一個(gè) F = 8.0 N水平向右的恒力，此后小滑塊將相對(duì)木板滑動(dòng).假設(shè)只改變 M m 口、F中一個(gè)物理量的大小，使得小滑塊速度總是木板速度的2倍，請(qǐng)你通過計(jì)算確定改變后的那個(gè)物理量的數(shù)值只要提出一種方案即可M題三：如下列圖，質(zhì)量為M的木板長(zhǎng)為L(zhǎng),木板的兩個(gè)端點(diǎn)分別為AB,中點(diǎn)為0,木板置于光滑的水平面上并以V。的水平初速度向右運(yùn)動(dòng)。假設(shè)把質(zhì)量為m的小木塊可視為質(zhì)點(diǎn)置于木板的B端，小木塊的初速度為零，最終小木塊隨木板一起運(yùn)動(dòng)。小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為口，重力加速度為 g。求：

3、1小木塊與木板相對(duì)靜止時(shí)，木板運(yùn)動(dòng)的速度； B V02 小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)口的取值在什么范圍內(nèi)， 才能使木塊最終相 對(duì)于木板靜止時(shí)位于 OA之間。題四：質(zhì)量 M=8 kg的小車放在水平光滑的平面上，在小車左端加一水平恒力F, F=8 N，當(dāng)小車向右運(yùn)動(dòng)的速度到達(dá)1.5 m/s時(shí)，在小車前端輕輕放上一個(gè)大小不計(jì)，質(zhì)量為m=2 kg的小物塊，物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，小車足夠長(zhǎng)，求從小物塊放上小車開始，經(jīng)過t=1.5 s，小物塊通過的位移大小為多少？板塊模型題一：A題二：令F=9 N 題三:-V) m(2)Mv2gL(M m)MVo2gL(M m)題四：2.1 m.一.解答題共5小

4、題1. 2021?河西區(qū)一模如下列圖，質(zhì)量M=8kg的小車放在水平光滑的平面上，在小車左端加一水平推力F=8N，當(dāng)小車向右運(yùn)動(dòng)的速度到達(dá)1.5m/s時(shí)，在小車前端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì)，質(zhì)量為 m=2kg的小物塊，物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,小車足夠長(zhǎng)求：1小物塊剛放上小車時(shí)，小物塊及小車的加速度各為多大？2經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間兩者到達(dá)相同的速度？3 從小物塊放上小車開始，經(jīng)過t=1.5s小物塊通過的位移大小為多少？取g=10m/s2.2. (2021?河西區(qū)二模)物體 A的質(zhì)量M=1kg，靜止在光滑水平面上的平板車 B的質(zhì)量為m=0.5kg、長(zhǎng)L=1m .某時(shí)刻 A以v0=4m/s向右的初速度滑

5、上木板 B的上外表，在 A滑上B的同時(shí)，給B施加一個(gè)水平向右的拉力.忽略物體 A 的大小， A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 尸0.2,取重力加速度 g=10m/s木板和木塊運(yùn)動(dòng)的加速度是多大？ 假設(shè)在木板的B端到達(dá)距右方距離為 L的P點(diǎn)前，木塊能從木板上滑出，那么水平向右的恒力F應(yīng)滿足什么條件?.試求：(1) 假設(shè)F=5N，物體A在小車上運(yùn)動(dòng)時(shí)相對(duì)小車滑行的最大距離；(2) 如果要使A不至于從B上滑落，拉力F大小應(yīng)滿足的條件.工：里一邁3. (2021?廣陵區(qū)校級(jí)學(xué)業(yè)考試)如下列圖，一質(zhì)量 M=50kg、長(zhǎng)L=3m的平板車靜止在光滑的水平地面上，平板車上 外表距地面的高度 h=1.8m . 一質(zhì)量 m

6、=10kg可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊，以 v0=7.5m/s的初速度從左端滑上平板車，滑塊與平 板車間的動(dòng)摩擦因數(shù) p=0.5，取g=10m/s2.(1) 分別求出滑塊在平板車上滑行時(shí)，滑塊與平板車的加速度大小；(2) 判斷滑塊能否從平板車的右端滑出假設(shè)能，求滑塊落地時(shí)與平板車右端間的水平距離；假設(shè)不能，試確定滑塊最終 相對(duì)于平板車靜止時(shí)與平板車右端的距離.4. (2021?如皋市校級(jí)模擬)如下列圖，長(zhǎng) L=1.5m，高h(yuǎn)=0.45m，質(zhì)量M=10kg的長(zhǎng)方體木箱，在水平面上向右做直線 運(yùn)動(dòng)當(dāng)木箱的速度 v0=3.6m/s時(shí)，對(duì)木箱施加一個(gè)方向水平向左的恒力F=50N，并同時(shí)將一個(gè)質(zhì)量 m=1kg的小球

7、輕放在距木箱右端丄的P點(diǎn)(小球可視為質(zhì)點(diǎn)，放在P點(diǎn)時(shí)相對(duì)于地面的速度為零)，經(jīng)過一段時(shí)間，小球脫離木箱落到地面木箱與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,其他摩擦均不計(jì)取，求：(1) 小球從離開木箱開始至落到地面所用的時(shí)間；(2) 小球放上P點(diǎn)后，木箱向右運(yùn)動(dòng)的最大位移；(3) 小球離開木箱時(shí)木箱的速度.A5. ( 2021?四會(huì)市校級(jí)二模)光滑水平面上有一質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的木板AB,在木板的中點(diǎn)有一質(zhì)量為 m的小木塊,木板上外表是粗糙的，它與木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(1.開始時(shí)兩者均處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)在木板的B端加一個(gè)水平向右JFi的恒力F，那么：P精選板塊模型高中物理參考答案與試題解析解答題(共5小題)考

8、點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間 的關(guān)系.專題：壓軸題；牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題.分析：(1)對(duì)車和物體受力分析，由牛頓第二定律可以求得加速度的大??；(2 )車和物體都做加速運(yùn)動(dòng)，由速度公式可以求得兩者到達(dá)相同速度時(shí)的時(shí)間；(3) 分析物體和車的運(yùn)動(dòng)的過程可以知道，車的運(yùn)動(dòng)可以分為兩個(gè)過程，利用位移 公式分別求得兩個(gè)過程的位移，即可求得總位移的大小.解答：解：(1 )對(duì)小車和物體受力分析，由牛頓第二定律可得，物塊的加速度：am=用=2m/s考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系.專題：壓軸題；牛頓運(yùn)動(dòng)定律

9、綜合專題.分析：首先分析物體A和車的運(yùn)動(dòng)情況：A相對(duì)于地做勻減速運(yùn)動(dòng)， 車相對(duì)于地做勻加速運(yùn) 動(dòng).開始階段，A的速度大于車的速度，那么A相對(duì)于車向右滑行，當(dāng)兩者速度相等后， A相對(duì)于車靜止，那么當(dāng)兩者速度相等時(shí)， 物體A在小車上運(yùn)動(dòng)時(shí)相對(duì)小車滑行的最大 距離.由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合，以及速度相等的條件， 分別求出A與車相對(duì)于地的位移，兩者之差等于A在小車上運(yùn)動(dòng)時(shí)相對(duì)小車滑行的最大距離.要使A不從B上滑落，是指既不能從 B的右端滑落，也不能左端滑落.物體A不從右端滑落的臨界條件是 A到達(dá)B的右端時(shí)，A、B具有共同的速度，根據(jù)牛頓第 二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合，以及速度相等的條件，可求出此時(shí)F

10、,為F的最小值.物體A不從左端滑落的臨界條件是 A到達(dá)B的左端時(shí)，A、B具有共同的速度，可求出 此時(shí)F的最大值，綜合得到 F的范圍.小車的加速度：=0.5 m/s2 .已曠H|(2) 由：amt= u+aMt得：t=1s所以速度相同時(shí)用的時(shí)間為1s.(3) 在開始1s內(nèi)小物塊的位移：日冷斗/二切最大速度：u=at=2m/s在接下來(lái)的0.5s物塊與小車相對(duì)靜止,起做加速運(yùn)動(dòng)，加速度:a= =0.8m/s2 M+it2這 0.5s 內(nèi)的位移： S2=Vt+=at =1.1m所以通過的總位移 s=S1+s2=2.1m .點(diǎn)評(píng)：此題考查了牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，對(duì)物體受力分析，確定物體的運(yùn)

11、 動(dòng)的狀態(tài)，在根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)求解即可.解答：解：(1)物體A滑上木板B以后，作勻減速運(yùn)動(dòng)，有 (JMg=Ma A 得aA=用=2 m/s2木板B作加速運(yùn)動(dòng)，有 F+(JMg=ma b,得：aB=14 m/s2兩者速度相同時(shí)，有 Vo-aAt=aBt，得：t=0.25sA滑行距離：SA=Vot -一- '亠m丹 16B滑行距離：SB=m2時(shí)16最大距離： s=Sa - SB=0.5m(2)物體A不滑落的臨界條件是 A到達(dá)B的右端時(shí)，A、B具有共同的速度 vi,2 2 2Vn - Vi JVn - Vi Vi貝V：=一+又：二2 九 2aEaA a0由、式，可得：aB=6m/s

12、2 F=maB - (JMg=1N假設(shè)FV 1N，那么A滑到B的右端時(shí)，速度仍大于 B的速度，于是將從 B上滑落，所以 F必須大于等于 1N .當(dāng)F較大時(shí)，在A到達(dá)B的右端之前，就與 B具有相同的速度，之后， A必須相對(duì) B靜止，才不會(huì)從 B的左端滑落.即有：F= (m+M ) a, pMg=ma 所以：F=3N假設(shè)F大于3N , A就會(huì)相對(duì)B向左滑下.綜上：力 F應(yīng)滿足的條件是：1N寸WN 答：(1 )假設(shè)F=5N，物體A在小車上運(yùn)動(dòng)時(shí)相對(duì)小車滑行的最大距離為0.5m.(2)要使A不至于從B上滑落，拉力F大小應(yīng)滿足的條件是 1N才WN點(diǎn)評(píng)：牛頓定律和運(yùn)動(dòng)公式結(jié)合是解決力學(xué)問題的根本方法，這類

13、問題的根底是分析物體的解答：解：(1 )對(duì)滑塊，對(duì)平板車,mg=ma1, a1=用=5m/s2(mg=Ma 2,受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，難點(diǎn)在于分析臨界狀態(tài)，挖掘隱含的臨界條件. 考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系；平拋運(yùn)動(dòng).專題：壓軸題.分析：(1)分別對(duì)滑塊和平板車進(jìn)行受力分析，它們都只受到滑動(dòng)摩擦力的作用，根據(jù)牛 頓第二定律求出各自加速度；(2)滑塊做勻減速運(yùn)動(dòng)，平板車做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們速度相等時(shí)一起向右做勻速 運(yùn)動(dòng)，所以當(dāng)他們速度相等時(shí)沒有滑下就不會(huì)滑下了，假設(shè)不能滑下，最終相對(duì)于平板 車靜止時(shí)它們速度相等，滑塊與平板車右端的距離即為兩

14、者的位移差；假設(shè)能滑下，滑 下后滑塊做平拋運(yùn)動(dòng)，平板車做運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)，滑塊最終相對(duì)于平板車靜止時(shí)與平板車右端的距離為兩者水平距離之差.(2)設(shè)經(jīng)過t時(shí)間滑塊從平板車上滑出._ 1 甘1 +2x 塊 1 - x 車 1=L t1=0.5s 或 2s因?yàn)?.5s時(shí)已經(jīng)滑到右側(cè)，故 2s舍去.此時(shí)，v塊1=VO- aiti=5m/s, v車i=a2ti=0.5m/s;所以，滑塊能從平板車的右端滑 出.在滑塊平拋運(yùn)動(dòng)的過程中，=- t2=0.6s. x=x塊2- x車2=v塊2t2 - V車2t2=2.7m答：(1 )滑塊在平板車上滑行時(shí)，滑塊的加速度大小為5m/s2,平板車的加速度大小為1m/s2;

15、 (2)滑塊能從平板車的右端滑出，滑塊最終相對(duì)于平板車靜止時(shí)與平板車 右端的距離為2.7m.點(diǎn)評(píng)：該題是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的典型例題，要認(rèn)真分析兩個(gè)物體的受力情況，正確判斷兩物體的運(yùn) 動(dòng)情況，要清楚能否滑下的臨界條件是兩者速度相等時(shí)能否滑下，兩者間的距離可根 據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)學(xué)根本公式求解，難度適中.4.考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移 的關(guān)系；自由落體運(yùn)動(dòng).專題：壓軸題；牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題.分析：(1)小球離開木箱后做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系可以求得時(shí)間；(2 )對(duì)木箱受力分析，求出加速度，可以根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系公式和位移時(shí)間關(guān)系公 式分別求出位移

16、和時(shí)間；(3) 先對(duì)木箱受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求得加速度，然后可以先根據(jù)位移時(shí)間 關(guān)系公式求得時(shí)間，再根據(jù)速度時(shí)間公式求末速度，也可以直接根據(jù)速度位移關(guān)系公 式求末速度.解答：解：(1 )木箱上外表的摩擦不計(jì)，因此小球在離開木箱前相對(duì)地面處于靜止?fàn)顟B(tài)，離 開木箱后將作自由落體運(yùn)動(dòng).由得上=儈彳誓ya3s小球從離開木箱開始至落到地面所用的時(shí)間為0.3s.(2 )小球放到木箱后，木箱的加速度為:F+|Ag 50+0- 2 X (10+1) X1010木箱向右運(yùn)動(dòng)的最大位移為:小球放上P點(diǎn)后，木箱向右運(yùn)動(dòng)的最大位移為0.9m.(3) X1小于1m,所以小球不會(huì)從木箱的左端掉下 木箱向左運(yùn)動(dòng)的加速

17、度為F-卩(盼卸g50 - 0- 2 X (10+1) X10f 7厶 Olli/ S設(shè)木箱向左運(yùn)動(dòng)的距離為 X2時(shí)，小球脫離木箱，那么:設(shè)木箱向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t2，那么:得:v a2 V Z. o所以，小球離開木箱的瞬間，木箱的速度方向向左，大小為：V2=a2t2=2.8 X1=2.8m/s .點(diǎn)評(píng)：此題關(guān)鍵對(duì)分向右減速和向左加速兩過程對(duì)木箱受力分析后求得加速度，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解待求量.5.考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系.專題：壓軸題；牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題. 分析：(1)木塊運(yùn)動(dòng)的最大加速度為* g ,假設(shè)Fw ( m+M ) g,木板和木塊一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，用

18、整體法受力分析用牛頓第二定律求加速度.假設(shè)Fy(m+M ) g,木塊、木板加速度不一樣，用隔離法分別對(duì)木塊和木板水分析，用牛頓第二定律求加速 度.(2)分別找出木塊的位移和木板的位移，運(yùn)用位移公式列式，求出加速度的關(guān)2系，在根據(jù)(1)問中求出的加速度表達(dá)式，即可求出F的大小.解答:解：(1)木塊運(yùn)動(dòng)的最大加速度為且e 二01 m假設(shè)Fw ( m+M ) g，木板和木塊一起做勻加速運(yùn)動(dòng),嘔根據(jù)牛頓第二定律，共同加速度為假設(shè)F譏m+M ) g，設(shè)木塊、木板加速度分別為ai、a2,貝V ai=am=F mg(2)設(shè)在木板的B端到達(dá)距右方距離為 L的P點(diǎn)時(shí)，木塊恰能從木板上滑出，相對(duì) 滑動(dòng)時(shí)間為t，水平向右的恒