板块模型专题

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1、板块模型专题1、如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为加,1物块与木板间的动摩擦因数为，木板与水平面间动摩擦因数为3,已知最大静摩擦力与滑动摩 擦力大小相等，重力加速度为g。现对物块施加一水平向右的拉力F,则木板加速度大小a可能是（)A. a=figB. a-2：3g1F1C. 0= gD. ci g32m32、如图所不，一辆小车静止在水平面上，在小车上放一个质量m=S kg的物体，它被一根水平方 向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上，这时弹簧的弹力为6 No现沿水平向右的方向对小车施 以作用力，使小车由静止开始运动起来，运动中加速度由零逐渐增大到lm,

2、随即以lm的加速度做匀加速直线运动。以下说法正确的是（）A. 物体受到的摩擦力一直减小B. 当小车加速度大小为0.75 m/s2时，物体不受摩擦力作用C. 物体与小车始终保持相对静止，弹簧对物体的作用力始终没有发 生变化D. 小车以1 m的加速度做匀加速直线运动时，物体受到的摩擦力为8N3、如图甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B（长木板足够长）的左端放着小物块4.某时刻，A 受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示，即F=kt,其中为已知常数.若 物体之间的滑动摩擦力F的大小等于最大静摩擦力，且A. B的质量相等，则下列图中可以定性 地描述长木板B运动的”一7图象的是（）.4

3、、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，此后木物块枪力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，直到为零5、质量为血0=20 kg、长为L=5 m的木板放在水平面上，木板与水平面的动摩擦因数为=0.15。 将质量血=10 kg的小木块（可视为质点），以5=4 m/s的速度从木板的左端被水平抛射到木板上（如 图所示），

4、小木块与木板面的动摩擦因数为“2 = 04（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10 m/s2）。 则以下判断中正确的是（）A. 木板一定静止不动，小木块不能滑出木板B. 木板一定静止不动，小木块能滑出木板C. 木板一定向右滑动，小木块不能滑出木板D. 木板一定向右滑动，小木块能滑出木板6、如图所不，质量为M的木板长为厶木板的两个端点分别为4、B,中点为O,木板置于光滑的水平面上并以5的水平初速度向右运动。若把质量 为血的小木块（可视为质点）置于木板的B端，小木块的初速度为零，最终小木块随木板一起运 动。小木块与木板间的动摩擦因数为，重力加速度为g。求：（1）小木块与木板相对静止时，木板运动的速度

5、；L A（2）小木块与木板间的动摩擦因数“的取值在什么范围内，才 能使木块最终相对于木板静止时位于OA之间。7、如图所示，一长木板质量为M=4 kg,木板与地面的动摩擦因数=0.2,质量为m=2 kg的 小滑块放在木板的右端，小滑块与木板间的动摩擦因数“2=0.4。开始时木板与滑块都处于静止状 态，木板的右端与右侧竖直墙壁的距离厶=2.7 m0现给木板以水平向右的初速度vq=6 m/s使木 板向右运动，设木板与墙壁碰撞时间极短，且碰后以原速率弹回，取g=10m/s2,求：(1) 木板与墙壁碰撞时，木板和滑块的瞬时速度各是多大？(2) 木板与墙壁碰撞后，经过多长时间小滑块停在木板上？8、如图所示

6、，质量M=lkg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数 在木板的左端放置一个质量m=lkg大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数“2=0.4， 取 g=10m/s2,试求：(1) 若木板长厶=lm,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右 端？(2) 在铁块上加一个水平向右多大范围的力时，铁块和木板间存在相对运动？(3) 若在铁块上的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,通过分析和计算，写出 铁块受到木板的摩擦力厶与拉力F大小的关系式。(设木板足够长)m/s1 2 3)9、如图所示，地面依次排放两块完全相同的木板4、B,长度均为厶=

7、2.5m,质量均为m2=150kg, 现有一小滑块以速度v0=6m/s冲上木板A左端，已知小滑块质量m1=200kg,滑块与木板间的动摩 擦因数为出，木板与地面间的动摩擦因数役=02。（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取沪10（1）若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求应满足的条件。 若=0.4,求滑块运动时间。（结果用分数表示）。pVn/丿/少/V/乃丿丿丿/八”八图1710. 如图17所示，平板车长L=6.Qm,质量M=10kg,将其置于光滑水平面上，车的上表面到水 平面的距离7i=1.25m。现平板车正在光滑水平面上以v=10m/s向右做匀速直线运动，某时刻

8、对平板车施加一个方向水平向左、大小F=78N的恒力，与此同时，将一个质量1.0kg的 木块轻放在平板车的右端。行作用1.0s后，将力的大小改为=422N （作用位置和施力方向 不变）。作用一段时间后，木块脱离平板车落到水平面上，在木块脱离平板车的瞬间撤去 F2o已知平板车与木块的动摩擦因数“=0.20,木块可视为质点，空气阻力可忽略不计，取板块模型专题答案1、：CD详解:若水平拉力F较小,物块与长木板间没有发生相对滑动，则有F x2mg3F 1= 2ma, a=一-g , D正确；若F较大，物块相对于长木板发生相对滑动，以长木 2m 31板为研究对象，由牛顿第二定律，贝U有：x * 2mg=m

9、a,解得木板加速度大1小a=-g,且此加速度是木板运动的最大加速度。C正确，A、B错误。32、： BC详解：小车静止时物体受到的摩擦力大小等于弹簧的弹力大小，为6N,方向向左； 当加速度大小为lm/s2时物体受到的合外力大小为8 N,方向向右。故小车的加速度由零逐渐增 大到lm/s2的过程中，物体受到的摩擦力先减小到零后反方向增大，A错误。当小车加速度大小 为0.75m/s2时，物体所受合外力F=ma = 6 N,不受摩擦力作用，B正确。物体与小车始终保持 相对静止，弹簧形变量不变，对物体的作用力始终不变，C正确。小车以lm/s2的加速度做匀加 速直线运动时，物体受到的合外力为8 N,摩擦力为

10、2N, D错误。F kt3、： B 详解：在4、B相对滑动前，对4、B整体由牛顿第二定律得丁，故4、B2m 2m的加速度随时间的增大而增大，速度-时间图象是一向上弯曲的曲线；4相对B刚好要滑动时，对Fkt F2FB由牛顿第二定律得a= ,由于=匚,故t=汁；在A相对B滑动后，B的加速度a m2m mkF为一恒量，速度-时间图象是一倾斜向上的直线，故B正确.m4、： BC详解：由题意，撤掉拉力后，物块和木板系统最终一起匀速运动。因为撤 掉拉力时，物块和木板仍有相对运动，说明物块向右的速度比木板的速度小，所以物 块水平方向仍受木板向右的滑动摩擦力而向右加速直到匀速运动，A错误，B正确； 根据牛顿第

11、三定律可知，木板开始受到物块向左的滑动摩擦力而向右减速直到匀速运 动，C正确，D错误。5、： A 详解：叫与地面间的最大静摩擦力为F1=/1(mo+m)g=O.15x(2O+lO)xlO N=45 N, m与 叫之间的最大静摩擦力为F2=2mg = 0Axl0xl0 N=40 N,行笃，所以木板一定静止不动；小木 块在木板上滑行的距离为x, v2 2gx,解得x=2mL=5 m,小木块不能滑出木板。6、(1)“(2) 一/一竺M + m 0gL(M + m)2gL(M + in)7、: (1)3 m/s 2.4 m/s (2)0.6 s详解：(1)木板获得初速度后，与小滑块发生相对滑动，木板向

12、右做匀减速运动，小滑块向右做匀 加速运动，加速度大小分别为：m/s?mg + i(m + M)ga“= t1=5 m/s2 MM设木板与墙碰撞时，木板的速度为卩财，小滑块的速度为匕一，根据运动学公式有: v 2 v 2 = 2 a L M 0M解得VM= v a 7=2.4 m/s m mV -V=-M-9- =0.6 S1 aM(2)设木板反弹后，小滑块与木板达到共同速度所需时间为共同速度为”，以水平向左为正方 向，对木板有卩=VM aMt2 对滑块有v = -v + at 代入公式有35 t2= 2.4+4 t2解得2=0.6 s 8、: (l)ls (2)F6N (3)见详解F - pi

13、 ms ”,详解：(1)铁块的加速度大小a =3 = 4m/ S21 mu ms - u (m + M)2 小,木板的加速度大小 a = t+-= 2m/ S22M设经过时间/铁块运动到木板的右端，则有：；af2 ；af2=L2 12 2解得：仁Is设尸=件时，4、B恰保持相对静止，此时系统的加速度a = a =2m/s21 2以系统为研究对象，根据牛顿第二定律有：F-n (M +m)g = (M + m)a 1 1解得：F6N当F0q(mg+Mg)=2N时，4、B相对静止且对地静止，f=F当2NVFW6N时，M、血相对静止，系统向右做匀加速运动，其加速度 F _ 卩(m + M)g F M

14、+ m2以M为研究对象，根据牛顿第二定律有/ -卩(M + m)g=Ma2 1 F .解得：子=可+ 12 2当F6N, 4、B发生相对运动，f = R mg =4N2 2239、： (1)0.35印V0.5(2) 详解：滑上木板A时，木板不动，由受力分析得imig-2(mi+2m2)g 若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得屮厂巴(件+加2)& 代入数据得0.35印V0.5若=0.4,则货物在木板A上滑动时，木板不动。设货物在木板A上做减速运动时的加速度 大小为竹，由牛顿第二定律得，屮苫二警解得：1=4m/s2在A板上滑动时间由Vi=Vo a 解得“0.5s。、宀 6速度相同时鶴2=

15、vr ai t2,解得ysv + v v v 12-Ax= t= -i-t - mx2=5.0m,女口答图 3 所不。爲；1.0s末平板车和木块具有相同的亠1U速度 v=a2t=2.0m/s开始作用后，木块和平板车沿水平方向受力的情况如答图4所示。木块做减速运动，其加速度大小不变，方向改变。 设此时平板车的加速度为勺 根据牛顿第二定律，对平板车有F2/umg=Ma3 解得：a= 42m/s2设木块在速度减为零时，木块、平板车的位移分别为七、工4，取水平向右的方向为正方向。 x3= v2/22=1.0m,木块速度减为零所用时间丁十=1.0sU2所以 屯=vt22fl3f22- 19m因叫|心说明

16、木块在速度减为零之前已经从平板车的右端脱离。在笃作用时间木块与平板车脱离，在这个过程中木块、平板车的位移分别为亠、耳，2356木块的位移七=仇 22?32平板车的位移x6=vt32a3t由答图5所示的几何关系可知X+lx l=Ar,由此解得： 0.50s .（1 分）563木块离开平板车瞬向的速度vrv_3=1-Om/s木块离开平板车后水平位移AxX= ”仁0.50mF亍忆木块离开平板车的瞬间平板车的速度 v=vat= 19m/s23 3木块离开平板车后平板车水平位移脸二冬仁一9.5mo Z木块落到水平面上时距离平板车右端的水平距离+lx l=10m/o答图5（1分）（1）木块从离开平板车至落到水平面上所用的时间；（2）在行作用的时间内，摩擦力对平板车做的功；（3）木块落到水平面上时，距离平板车右端的水平距离。