板块模型1拉力拉在木板上.docx
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1、板块模型.有拉力9录:一、板供横型的临界源力二、他而克滑(板侯藤型的助力学理题):三、他而和桓(板侯麟型的动力学向密):旭、缺香卖断一、临界拉力1 .多选如图所示,在光滑地面上,水平外力/拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动。小车质量是M,木块质量是加,力大小是尸,加速度大小是。,木块和小车之间动摩擦因数是”则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是()A.mgB.C.M-tn)gD.maM+m答案:BD解析:先对整体受力分析,受重力、支持力和拉力,根据牛顿第二定律,有:F-(f+n)a再对物体?受力分析,受重力、支持力和向前的静摩擦力,根据牛顿第二定律,有:f=ma联立解得:,mFJ=ma=
2、M+m故AC错误,BD正确。考点:牛顿运动定律(整体法和隔离法)备注:相对静止,地面光滑2 .【典型例题】多选如图所示,光滑水平面上,水平恒力尸拉小车和木块一起做匀加速直线运动,小车质量为M,木块质量为Z,它们的共同加速度为4,木块与小车间的动摩擦因数为,则在运动过程中()A.木块受到的摩擦力大小一定为噜B.木块受到的合力大小为以mFC.小车受到的摩擦力大小为4nMD.小车受到的合力大小为(加+M)答案:BC考点:牛顿运动定律(整体法和隔离法)备注:相对静止,地面光滑3 .如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体,A、B间的最大静摩擦力为国11g,现用水平拉力F拉B,使A、
3、B以同一加速度运动,则拉力F的最大值为()A.mgD.4mg答案:C解析:解:当AB间的静摩擦力达到最大时拉力F达到最大,根据牛顿第二定律得对A物体:mg=ma得a=g对整体:F=(2m+m)a得:F=3ma=3mg故选C.考点:牛顿运动定律(整体法和隔离法)备注:临界拉力,地面光滑4 .多选如图所示,在光滑平面上有一静止小车,小车质量为M=5kg,小车上静止地放置着质量为M=Ikg的木块,和小车间的动摩擦因数为=0.2,用水平恒力尸拉动小车,下列关于木块的加速度即和小车的加速度的可能正确的有()A. am=1ms2,aw=lms2B. a,tt=ms2,aw=2ms2C.am2ms2,qm=
4、4ms2D.an=3ms2,aw=5ms2答案:AC解析:AB.当拉力较小时,两物体一起加速度运动;当拉力增大到一定值时,两物体发生相对滑动,此后,受到的是滑动摩擦力,故其加速恒定为a=2ms2tn因此当系统加速度小于等于2ms2时,两物体一起运动,加速度相同,故A正确,B错误;CD.发生相对滑动后,机的加速度大小恒为2ms2,故C正确,D错误;故选ACo考点:牛顿运动定律(整体法和隔离法)备注:临界拉力,地面光滑,求加速度5 .多选如图A、B两物体叠放在光滑水平桌面上,轻质细绳一端连接8,另一端绕过定滑轮连接C物体,已知A和C的质量都是1kg,8的质量是2kg,A、8间的动摩擦因数是0.3,
5、其它摩擦不计。由静止释放G。下落一定高度的过程中(。未落地,8未撞到滑轮,=10ms2)O下列说法正确的是()宜A. A、8两物体发生相对滑动B. A物体受到的摩擦力大小为2.5NC. 8物体的加速度大小是2.5ms2D.细绳的拉力大小等于ION答案:BC解析:假设48不发生相对滑动,整体的加速度=”省=10ms2=2.5ms21隔离对4分析,mA+m+mc1+2+1f=mAa=12.57V=2.57V地,撤去F,A与B一起减速到零,A与B之间没有相对运动,AB之间的静摩擦力保持不变,若A8B正确.【名师点睛】知道滑块和木板在不同拉力作用下的运动规律是解决本题的关键,掌握处理图象问题的一般方法
6、,通常通过图线的斜率和截距入手分析.考点:牛顿运动定律(整体法和隔离法)备注:先相对静止后相对滑动,地面光滑,图像问题(斜率)9 .【典型例题】多选如图甲所示,足够长的木板B静置于光滑水平面上,其上放置小滑块A.木板B受到随时间f变化的水平拉力尸作用时,用传感器测出木板B的加速度小得到如图乙所示的-F图象,已知g取IOm2,贝IJ()A.滑块A与木板B间动摩擦因数为0.1B.当产二ION时木板B加速度为4ms2C.木板B的质量为IkgD.滑块A的质量为4kg答案:BC解析:ACD.由图知,当月:8N时,加速度为:a=2ms2.对A、8整体,由牛顿第二定律有:F=(加八+,8)a,代入数据解得:
7、W4W=4kg当“大于8N时,A、发生相对滑动,对仇根据牛顿第二定律得:.一”=1.叫gfnBtnB1121由图示图象可知,图线的斜率:k=1,解得:mB8-6nn=kg滑块4的质量为:m,A=3kgF-urn.s1LUmAg对于方程。=*=-/-2巨,知当=0时,F=6N,代入数据解得:mlitnlimli=0.2故AD错误,C正确。B.根据尸=ION8N时,滑块与木板相对滑动,8的加速度为:F-urn.g10-0.2310.2aB二-=4ms-W1故B正确。故选BCo考点:牛顿运动定律(整体法和隔离法)备注:先相对静止后相对滑动,地面光滑,图像问题(斜率)10.多选如图所示,物块A、B静止
8、叠放在水平地面上,B受到大小从零开始逐渐增大的水平拉力作用。A、B间的摩擦力力、B与地面间的摩擦力及随水平拉力尸变化的情况如图所示、已知物块A的质量m=3kg,取g=10ms2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则A.两物块间的动摩擦因数为0.2B.当(KF4N时,A、B保持静止C.当4N尸12N时,4、B发生相对运动D.当Ql2N时,A的加速度随产的增大而增大答案:AB解析:A.由图中可知,A、8之间的滑动摩擦力为6N,故摩擦因数为=-=0.2mgA正确;B.有图中可知,当0v*4N时,46之间的摩擦力为0,故A、8保持静止状态,B正确;C.当QI2N时,A、8之间的摩擦力为滑动摩擦力,故当Q12
9、N时,A、8发生相对滑动,C错误;D.当Q12N时,A受到的滑动摩擦力不变,故其加速度不在变化,D错误;故选ABo考点:牛顿运动定律(整体法和隔离法)备注:先相对静止后相对滑动,地面粗糙,图像问题二、地面光滑(判断能否打滑)(初速度为零)11.【典型例题】多选如图所示,质量为M的木板放在光滑的水平面上,木板的右端有一质量为机的木块(可视为质点),在木板上施加一水平向右的恒力凡木块和木板由静止开始运动并在最后分离。设分离时木块相对地面运动的位移为X,保证木块和木板会发生相对滑动的情况下,下列方式可使位移X增大的是()A.仅增大木板的质量MB.仅减小木块的质量加C.仅增大恒力产D.仅增大木块与木板
10、间的动摩擦因数答案:AD解析:设木板长为加当木块与木板分离时,运动时间为G对于木板F-mg-Max,12对于木块tng=ma2当木块与木板分离时,它们的位移满足L=-Clyt则木块相对地面运动的位移为A.仅增大木板的质量M,%变小,与不变,X增大,故A正确;B.仅减小木块的质量加,%变大,的不变,X减小,故B错误;C.仅增大恒力居q变大,的不变,X减小,故C错误;D.仅稍增大木块与木板间的动摩擦因数,q变小,%增大,X增大,故D正确。故选ADo12.如图所示,在光滑的水平面上有一足够长的质量为M=4kg的长木板,在长木板右端有一质量为m二Ikg的小物块,长木板与小物块间动摩擦因数为=0.2,长
11、木板与小物块均静止。现用户=14N的水平恒力向右拉长木板,经时间GlS撤去水平恒力几(1)在尸的作用下,长木板的加速度为多大?(2)刚撤去尸时,小物块离长木板右端多远?7/777777答案:(I)3ms2;(2)0.5m解析:(1)在尸的作用下,长木板的加速度Fmg=MeI(2)物块的加速度Rmg2%=g=2m/sm则由a121M=-civa.22mx=0.5m考点:牛运动定律(板块模型)备注:多过程(先施加拉力后撤去拉力)13 .如图所示,质量M=Ikg的长木板静止在光滑水平面上,在长木板的右端放一质量M=LOkg的小滑块(可视为质点),小滑块与长木板之间的动摩擦因数4=O.2,现用水平恒力
12、G6N向右拉长木板,使小滑块与长木板发生相对滑动,经过f=ls撤去力F,小滑块在运动过程中始终没有从长木板上掉下,重力加速度为g=10ms2,求:(1)撤去力产时小滑块和长木板的速度各是多大;(2)运动中小滑块距长木板右端的最大距离是多大。答案:(l)2.0ms;4.0ms;(2)1.5m解析:(1)对长木板施加恒力厂的时间内,小滑块与长木板间相对滑动,小滑块所受摩擦力f=Nmg设小滑块的加速度为根据牛顿第二定律f=ma解得=2.0ms2长木板受的摩擦力f=f=mg设长木板的加速度为42,根据牛顿第二定律F-fMa解得O2=4.0ms2经过时间f=LOs,小滑块的速度v=f=2.0ms长木板的
13、速度V2=2=4.0ms(2)撤去力少后的一段时间内,小滑块的速度小于长木板的速度,小滑块仍以加速度m做匀加速直线运动,长木板做匀减速直线运动。设长木板运动的加速度为此时长木板水平方向受力情况如图所示,根据牛顿第二定律f=iMay解得3=2.OmZs2设再经过时间八后,小滑块与长木板的速度相等。即V+6Zr=V2-3r1解得r=0.50s此时二者的速度均为v=v+r=3.0ms如图所示,在对长木板施加力广的时间内,小滑块的位移是s,长木板的位移是52;从撤去产到二者速度相等的过程,小滑块的位移是.”,长木板的位移是S4。小滑块与长木板速度相等时,小滑块距长木板右端的距离最大。小滑块的总位移12
14、12=55j=-(7/+v1+-aitl=2.25m长木板的总位移V1+Vfl=3.75 m12S植=$2+W=一+2在运动中小滑块距长木板右端的最大距离为s=s板一Sj=1.5m考点:牛运动定律(板块模型)备注:多过程(先施加拉力后撤去拉力)14 .光滑水平面上,放有一块质长/=lm、质量是M=2kg的木板,木板的右端叠放着一个质量加=Ikg的物块,物块与木板间的动摩擦因数=0.2,从静止开始,木板施一个水平力拉力当木板前进2m时,物块从木板上滑落,求:(1)拉力的大小;(2)物块从木板上滑落后,经2s,物块与木板左端的距离。(取g=10ms2)答案:(I)ION5(2)14m解析:(1)设
15、物块滑落过程中,木板和物块相对地面发生的位移分别是为、X2,木板长为/,则x-X2=l=mXI=2m解得X2=lm木板和物块的加速度分别是,入则有所以解得对木板有所以Nmg%= Agtn幺=%=2a2 x2 1a2= 2l = 2g = 4ms2F-mg=Ma2F= mg + Ma2 = 1ON(2)物块从木板上滑落时,有v1=J2q=4msv2=y2a2x2=2ms物块从木板上滑落后,物块做匀速运动,木板做加速度更大的加速运动,此时的加速度Fzila=5ms-M经2s,物块与木板左端的距离为d=%;x;=卬+5at2-v2t=14m考点:备注:牛运动定律(板块模型)已知运动求力15 .【典型
16、例题】如图所示,质量M=2.0kg的木板静止在光滑水平桌面上,木板上放有一质量加=Lokg的小铁块(可视为质点),它离木板左端的距离为L=Im,铁块与木板间的动摩擦因数为=0.2.现用一水平向右的拉力/作用在木板上,使木板和铁块由静止开始运动,设木板与铁块间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取Iom/S2求:,mA(1)当拉力为3N时,铁块受到的摩擦力大小;(2)若要铁块相对木板静止,求拉力的最大值;(3)当拉力为8N时,作用IS后撤去拉力.判断铁块能否从木板上滑落,若不能,求铁块静止在木板上的位置.答案:(I)/=IN(2)F2=6N(3)x=m解析:(I)对整体由牛顿第二定律得Fl=(M+?
17、)4由牛顿第二定律得铁块受到的摩擦力解得:Z=IN(2)铁块受到的最大静摩擦力:f2=Nmg由牛顿第二定律得铁块的最大加速度:“in对整体由牛顿第二定律得:F2=(M+n)a2解得:F2=6N(3)当拉力为8N时,对木板由牛顿第二定律得:F3-f2=Ma3解得:3=3ms2力作用IS末,对铁块:速度V1=初=2m/s1, 1x = 2 = lmv2= a3ti =3ms位移对木板的速度位移撤去拉力,对木板由牛顿第二定律得-ng= Ma4解得见=Tm/s设经过时间L二者达到共同速度V3,则有:v3=v1+=v2+2=-m/ s, Z2 =-ms,L7=-32 3此过程铁块位移木板位移所以铁块最终
18、静止在木板上距离木板左端【点睛】先取铁块为研究对象,最大合外力为摩擦力,最大加速度为2ms2,取整体分析可得铁块、木板相对静止一起加速时最大合外力为6N,当外力为8N时,二者出现相对滑动,用隔离法求得二都加速度,Is后铁块做匀加速运动,木板做匀减速运动,用隔离法求得加速度,根据几何关系,利用运动学公式计算可得.考点:牛运动定律(板块模型)备注:分情况提问,多过程(先施加拉力后撤去拉力)16*K典型例题,如图所示,质量为M=4kg的长木板L=1.4m,静止在光滑水平面上,其右端静置一个质量为m=lkg的小滑块(可视为质点)。小滑块与木板间的动摩擦因数为=0.4o力F=ION时,2s内小木块的位移
19、是多少?用一水平力F=28N向右拉木板,2s内小木块的位移是多少?(3)要使小滑块从木板上掉下来,此力作用时间至少要多少?(不计空气阻力,g取IOms2)答案:(1)4(2)8(3)Is考点:整体法和隔离法的应用,动力学,匀变速直线运动(多体问题),备注:判断是否相对运动,地面光滑17.如图所示,平板A长L=IOm,质量M=4kg,放在光滑的水平面上,在A上最右端放一物块B(大小可忽略),其质量n=2kg0已知A、B间动摩擦因数=Q4,开始时A、B都处于静止状态(取g=10ms2).则(1)若加在平板A上的水平恒力F=6N时,平板A与物块B的加速度大小各为多少?(2)若加在平板A上的水平恒力F
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