物理易错难点训练―滑块木板问题(带解析)
滑块和木板问题(带答案)知识分享

滑块和木板问题(带答案)专题滑块与木板一应用力和运动的观点处理(即应用牛顿运动定律)典型思维方法:整体法与隔离法注意运动的相对性【例1】木板M静止在光滑水平面上,木板上放着一个小滑块m,与木板之间的动摩擦因数μ,为了使得m能从M上滑落下来,求下列各种情况下力F的大小范围。
【例2】如图所示,有一块木板静止在光滑水平面上,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m=1kg,其尺寸远小于L,它与木板之间的动摩擦因数μ=0.4,g=10m/s2,(1)现用水平向右的恒力F作用在木板M上,为了使得m能从M上滑落下来,求F的大小范围.(2)若其它条件不变,恒力F=22.8N,且始终作用在M上,求m在M上滑动的时间.【例3】质量m=1kg的滑块放在质量为M=1kg的长木板左端,木板放在光滑的水平面上,滑块与木板之间的动摩擦因数为0.1,木板长L=75cm,开始时两者都处于静止状态,如图所示,试求:(1)用水平力F0拉小滑块,使小滑块与木板以相同的速度一起滑动,力F0的最大值应为多少?(2)用水平恒力F拉小滑块向木板的右端运动,在t=0.5s内使滑块从木板右端滑出,力F应为多大?(3)按第(2)问的力F的作用,在小滑块刚刚从长木板右端滑出时,滑块和木板滑行的距离各为多少?(设m与M之间的最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等)。
(取g=10m/s2).【例4】如图所示,在光滑的桌面上叠放着一质量为m A =2.0kg 的薄木板A 和质量为m B =3 kg 的金属块B .A 的长度L =2.0m .B 上有轻线绕过定滑轮与质量为m C =1.0 kg 的物块C 相连.B 与A 之间的滑动摩擦因数 µ =0.10,最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力.忽略滑轮质量及与轴间的摩擦.起始时令各物体都处于静止状态,绳被拉直,B 位于A 的左端(如图),然后放手,求经过多长时间t 后 B 从 A 的右端脱离(设 A 的右端距滑轮足够远)(取g =10m/s 2).例1解析(1)m 与M 刚要发生相对滑动的临界条件:①要滑动:m 与M 间的静摩擦力达到最大静摩擦力;②未滑动:此时m 与M 加速度仍相同。
高考物理《滑块—木板模型》真题练习含答案

高考物理《滑块—木板模型》真题练习含答案1.如图所示,货车车厢中央放置一装有货物的木箱,该木箱可视为质点.已知木箱与车厢之间的动摩擦因数μ=0.4.下列说法正确的是()A.若货车向前加速时,木箱对车厢的摩擦力方向向左B.为防止木箱发生滑动,则货车加速时的最大加速度不能超过4 m/s2C.若货车行驶过程中突然刹车,木箱一定与车厢前端相撞D.若货车的加速度为5 m/s2时,木箱受到的摩擦力为静摩擦力答案:B解析:若货车向前加速时,车厢对木箱的摩擦力方向向左,根据牛顿第三定律得木箱对车厢的摩擦力方向向右,A错误;当摩擦力达到最大静摩擦力时刚好不发生相对滑动,最大加速度a=μg=4 m/s2,B正确;若货车行驶过程突然刹车,加速度小于等于4 m/s时木箱不会相对车厢滑动,发生相对滑动时也不一定与车的前端相撞,C错误;货车的加速度5 m/s2>4 m/s2,木箱已经发生相对滑动,木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力,D错误.2.[2024·广东省中山市第一次模拟](多选)如图甲所示,物块A与木板B静止地叠放在水平地面上,A、B间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,地面光滑.现对A施加水平向右的大小不同的拉力F,测得B的加速度a与力F的关系如图乙所示,取g =10 m/s2,则()A.当F<24 N时,A、B间的摩擦力保持不变B.当F>24 N时,A、B间的摩擦力保持不变C.A的质量为4 kgD.B的质量为2 kg答案:BCD解析:由图乙可知,当F<24 N时,A、B保持相对静止,B的加速度逐渐增大,则A、B间的摩擦力逐渐增大;当F>24 N时,A、B发生相对滑动,A、B间滑动摩擦力保持不变,A错误,B正确;设A、B的质量分别为m1、m2,当F=24 N时,根据牛顿第二定律,对A,有F-μm1g=m1a,对B,有μm1g=m2a,解得A、B的质量分别为m1=4 kg,m2=2 kg,C、D正确.3.[2024·广西南宁市开学考试]如图所示,质量m A=2 kg的小物块A可以看作质点,以初速度v0=3 m/s滑上静止的木板B左端,木板B足够长,当A、B的速度达到相同后,A、B又一起在水平面上滑行直至停下.已知m B=1 kg,A、B间的动摩擦因数μ1=0.2,木板B 与水平面间的动摩擦因数μ2=0.1,g取10 m/s2.求:(1)小物块A刚滑上木板B时,A、B的加速度大小a A和a B;(2)A、B速度达到相同所经过的时间t;(3)A、B一起在水平面上滑行至停下的距离x.答案:(1)a A=2 m/s2,a B=1 m/s2(2)t=1 s(3)x=0.5 m解析:(1)根据题意可知,A与B之间的滑动摩擦力大小f1=μ1m A g=4 NB与水平面之间的滑动摩擦力大小f2=μ2(m A+m B)g=3 N当A刚滑上B时,由牛顿第二定律,对A有f1=m A a A对B有f1-f2=m B a B解得a A=2 m/s2,a B=1 m/s2(2)设A、B达到相同的速度为v,对A、B相对滑动的过程,由公式v=v0+at对A有v=v0-a A t对B有v=a B t解得t=1 s,v=1 m/s(3)以A、B整体为研究对象,由牛顿第二定律得f2=(m A+m B)a一起在水平面上滑行至停下过程0-v2=-2ax解得x=0.5 m4.[2024·辽宁省阜新市月考]如图所示,水平桌面上质量m1为0.01 kg的薄纸板上,放有一质量m2为0.04 kg的小水杯(可视为质点),小水杯距纸板左端距离x1为0.5 m,距桌子右端距离x2为1 m,现给纸板一个水平向右的恒力F,欲将纸板从小水杯下抽出.若纸板与桌面、水杯与桌面间的动摩擦因数μ1均为0.4,水杯与纸板间的动摩擦因数μ2为0.2,重力加速度g取10 m/s2,设水杯在运动过程中始终不会翻倒,则:(1)求F多大时,抽动纸板过程水杯相对纸板不滑动;(2)当F为0.4 N时,纸板的加速度是多大?(3)当F满足什么条件,纸板能从水杯下抽出,且水杯不会从桌面滑落?答案:(1)0.3 N(2)12 m/s2(3)F≥0.315 N解析:(1)当抽动纸板且水杯相对纸板滑动时,对水杯进行受力分析,根据牛顿第二定律得μ2m2g=m2a1,解得a1=2 m/s2对整体分析,根据牛顿第二定律得F1-μ1(m1+m2)g=(m1+m2)a1解得F1=0.3 N故当F1≤0.3 N抽动纸板过程水杯相对纸板不滑动;(2)当F2=0.4 N时,纸杯和纸板已经发生相对滑动,则有F2-μ2m2g-μ1(m1+m2)g=m1a解得a=12 m/s2(3)纸板抽出的过程,对纸板有F-μ2m2g-μ1(m1+m2)g=m1a纸板抽出的过程,二者位移关系满足x1=12at2-12a1t2纸板抽出后,水杯在桌面上做匀减速直线运动,设经历时间t′恰好到桌面右边缘静止,有μ1m2g=m2a′1由速度关系有a1t=a′1t′纸杯的位移关系有x2-12a1t2=a1t2×t′联立解得F=0.315 N所以,当F≥0.315 N时,纸板能从水杯下抽出,且水杯不会从桌面滑落.。
高考重难点之滑块木板模型

高考重难点之滑块木板模型滑块—木板类问题涉及两个物体,并且物体间存在相对滑动.(1)滑块从木板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和木板向同一方向运动,则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度;(2)若滑块和木板向相反方向运动,则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度.1、如图所示,在光滑水平面上,一个小物块放在静止的小车上,物块和小车间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2.现用水平恒力F拉动小车,关于物块的加速度a m和小车的加速度a M的大小,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列选项可能正确的是()A.a m=2m/s2,a M=1m/s2B.a m=1m/s2,a M=2m/s2C.a m=2m/s2,a M=4m/s2D.a m=3m/s2,a M=5m/s2【解析】若物块与小车保持相对静止一起运动,设加速度为a,对系统受力分析,由牛顿第二定律可得:F=(M+m)a,隔离小物块受力分析,二者间的摩擦力F f为静摩擦力,且F f≤μmg,由牛顿第二定律可得:F f=ma,联立可得:a m=a M=a≤μg=2m/s2.若物块与小车间发生了相对运动,二者间的摩擦力F f为滑动摩擦力,且a m<a M,隔离小物块受力分析,如图所示,由牛顿第二定律可得:F f=μmg=ma m,可得:a m=2m/s2,选项C正确,选项A、B、D错误.【答案】C2、一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子,沙粒之间的动摩擦因数为μ1,沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为μ2,车厢的倾角用θ表示(已知μ2>μ1),下列说法正确的是()A.要顺利地卸干净全部沙子,应满足tanθ>μ2B.要顺利地卸干净全部沙子,应满足sinθ>μ2C.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足μ2>tanθ>μ1D.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足μ2>μ1>tanθ【答案】AC3、如图甲所示,A、B两长方体叠放在一起放在光滑的水平面上,B物体从静止开始受到一个水平变力的作用,该力与时间的关系如图乙所示,运动过程中A、B始终保持相对静止。
高中物理滑块-板块模型(解析版)

滑块—木板模型一、模型概述滑块-木板模型(如图a),涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热,多次互相作用,属于多物体多过程问题,知识综合性较强,对能力要求较高,另外,常见的子弹射击木板(如图b)、圆环在直杆中滑动(如图c)都属于滑块类问题,处理方法与滑块-木板模型类似。
二、滑块—木板类问题的解题思路与技巧:1.通过受力分析判断滑块和木板各自的运动状态(具体做什么运动);2.判断滑块与木板间是否存在相对运动。
滑块与木板存在相对运动的临界条件是什么?⑴运动学条件:若两物体速度或加速度不等,则会相对滑动。
⑵动力学条件:假设两物体间无相对滑动,先用整体法算出共同加速度,再用隔离法算出其中一个物体“所需要”的摩擦力f;比较f与最大静摩擦力f m的关系,若f > f m,则发生相对滑动;否则不会发生相对滑动。
3. 分析滑块和木板的受力情况,根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度;4. 对滑块和木板进行运动情况分析,找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系,建立方程.特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移.5. 计算滑块和木板的相对位移(即两者的位移差或位移和);6. 如果滑块和木板能达到共同速度,计算共同速度和达到共同速度所需要的时间;7. 滑块滑离木板的临界条件是什么?当木板的长度一定时,滑块可能从木板滑下,恰好滑到木板的边缘达到共同速度(相对静止)是滑块滑离木板的临界条件。
【典例1】如图所示,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(如下图所示)()【答案】 A【典例2】如图所示,A 、B 两物块的质量分别为2m 和m ,静止叠放在水平地面上。
A 、B 间的动摩擦因数为μ,B 与地面间的动摩擦因数为12μ。
(完整版)高中物理滑块-板块模型(解析版)

滑块—木板模型一、模型概述滑块-木板模型(如图a),涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热,多次互相作用,属于多物体多过程问题,知识综合性较强,对能力要求较高,另外,常见的子弹射击木板(如图b)、圆环在直杆中滑动(如图c)都属于滑块类问题,处理方法与滑块-木板模型类似。
二、滑块—木板类问题的解题思路与技巧:1.通过受力分析判断滑块和木板各自的运动状态(具体做什么运动);2.判断滑块与木板间是否存在相对运动。
滑块与木板存在相对运动的临界条件是什么?⑴运动学条件:若两物体速度或加速度不等,则会相对滑动。
⑵动力学条件:假设两物体间无相对滑动,先用整体法算出共同加速度,再用隔离法算出其中一个物体“所需要”的摩擦力f;比较f与最大静摩擦力f m的关系,若f > f m,则发生相对滑动;否则不会发生相对滑动。
3. 分析滑块和木板的受力情况,根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度;4. 对滑块和木板进行运动情况分析,找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系,建立方程.特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移.5. 计算滑块和木板的相对位移(即两者的位移差或位移和);6. 如果滑块和木板能达到共同速度,计算共同速度和达到共同速度所需要的时间;7. 滑块滑离木板的临界条件是什么?当木板的长度一定时,滑块可能从木板滑下,恰好滑到木板的边缘达到共同速度(相对静止)是滑块滑离木板的临界条件。
【典例1】如图所示,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(如下图所示)()【答案】 A【典例2】如图所示,A 、B 两物块的质量分别为2m 和m ,静止叠放在水平地面上。
A 、B 间的动摩擦因数为μ,B 与地面间的动摩擦因数为12μ。
滑块木板模型(解析版)-高考物理5种类碰撞问题

滑块木板模型【问题解读】两类情景水平面光滑,木板足够长,木板初速度为零水平面光滑,木板足够长,木板初速度不为零图示v ---t 图像物理规律动量守恒,最终二者速度相同mv 0=(m +M )v 共,机械能不守恒,损失的机械能等于产生的热量Q =fs =12mv 20-12(m +M )v 2,式中s 为木块在木板上相对滑动的距离,f 为木块与木板之间的摩擦力动量守恒,最终二者速度相同M v 0-mv 0=(m +M )v 共,机械能不守恒,损失的机械能等于产生的热量Q =fs =12mv 20+12M v 20-12(m +M )v 共2,式中s 为木块在木板上相对滑动的距离,f 为木块与木板之间的摩擦力。
【高考题典例】1.(14分)(2024年高考新课程卷)如图,一长度l =1.0m 的均匀薄板初始时静止在一光滑平台上,薄板的右端与平台的边缘O 对齐。
薄板上的一小物块从薄板的左端以某一初速度向右滑动,当薄板运动的距离Δl =l6时,物块从薄板右端水平飞出;当物块落到地面时,薄板中心恰好运动到O 点。
已知物块与薄板的质量相等。
它们之间的动摩擦因数μ=0.3,重力加速度大小g =10m/s 2。
求(1)物块初速度大小及其在薄板上运动的时间;解题思路本题考查的考点:动量守恒定律、动能定理、平抛运动规律。
(1)设物块质量m ,初速度为v 0,薄板质量m ,物块滑上薄板,由动量守恒定律mv 0=mv 1+mv 2μmgl =12mv 20-12mv 21-12mv 22物块在薄板上运动加速度a 1=μg =3m/s 2物块在薄板上运动位移s =7l /6v 20-v 21=2a 1s联立解得:v 0=4m/s ,v 1=3m/s ,v 2=1m/s由v 0-v 1=at 1,解得t 1=13s(2)物块抛出后薄板匀速运动,l2-Δl =v 2t 2解得t 2=13s平台距地面的高度h =12gt 22=59m2.(2023年高考选择性考试辽宁卷)如图,质量m 1=1kg 的木板静止在光滑水平地面上,右侧的竖直墙面固定一劲度系数k =20N /m 的轻弹簧,弹簧处于自然状态。
高中物理一个木块在一个木板上的运动问题(滑块问题)的分类解析

高中物理一个木块在一个木板上的运动问题(滑块问题)的分类解析一、木板受到水平拉力如图1,A是小木块,B是木板,A和B都静止在地面上。
A在B 的右端,从某一时刻起,B受到一个水平向右的恒力F作用开始向右运动。
AB之间的摩擦因数为,B与地面间的摩擦因数为,板的长度L。
根据A、B间有无相对滑动可分为两种情况。
假设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等,A受到的摩擦力,因而A的加速度。
A、B间滑动与否的临界条件为A、B的加速度相等,即,亦即。
图11、若,则A、B间不会滑动。
根据牛顿第二定律,运用整体法可求出AB的共同加速度。
2、若,则A、B间会发生相对运动。
这是比较常见的情况。
A、B都作初速为零的匀加速运动,这时设A在B上滑动的时间是t,如图2所示,它们的位移关系是即,由此可以计算出时间t。
图2二、木块受到水平拉力如图3,A在B的左端,从某一时刻起,A受到一个水平向右的恒力F而向右运动。
图3A和B的受力如图3所示,B能够滑动的条件是A对B的摩擦力大于地对B的摩擦力即。
因此,也分两种情况讨论:1、B不滑动的情况比较简单,A在B上做匀加速运动,最终滑落。
2、B也在运动的情况是最常见的。
根据A、B间有无相对运动,又要细分为两种情形。
A、B间滑动与否的临界条件为:,即。
(1)若,A、B之间有相对滑动,即最常见的“A、B一起滑,速度不一样”,A最终将会从B上滑落下来。
A、B的加速度各为。
设A在B上滑动的时间是t,如图4所示,它们的位移关系是,即,由此可以计算出时间t。
图4(2)若,A、B之间相对静止。
这时候AB的加速度相同,可以用整体法求出它们共同的加速度。
三、木块以一定的初速度滑上木板如图5,木块A以一定的初速度滑上原来静止在地面上的木板B,A一定会在B上滑行一段时间。
根据B会不会滑动分为两种情况。
首先要判断B是否滑动。
A、B的受力情况如图5所示。
图51、如果,那么B就不会滑动,B受到的摩擦力是静摩擦力,,这种情况比较简单。
滑块和木板问题(带答案)

ehtn mitaean dAl l t h i ng si nt he i rb ei nga re go od 【例4】如图所示,在光滑的桌面上叠放着一质量为m A =2.0kg 的薄木板A 和质量为m B =3 kg 的金属块B .A 的长度L =2.0m .B 上有轻线绕过定滑轮与质量为mC =1.0 kg 的物块C 相连.B 与A 之间的滑动摩擦因数 µ =0.10,最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力.忽略滑轮质量及与轴间的摩擦.起始时令各物体都处于静止状态,绳被拉直,B 位于A 的左端(如图),然后放手,求经过多长时间t 后 B 从 A 的右端脱离(设 A 的右端距滑轮足够远)(取g =10m/s 2).例1解析(1)m 与M 刚要发生相对滑动的临界条件:①要滑动:m 与M 间的静摩擦力达到最大静摩擦力;②未滑动:此时m 与M 加速度仍相同。
受力分析如图,先隔离m ,由牛顿第二定律可得:a=μmg/m=μg再对整体,由牛顿第二定律可得:F 0=(M+m)a 解得:F 0=μ(M+m) g所以,F 的大小范围为:F>μ(M+m)g(2)受力分析如图,先隔离M ,由牛顿第二定律可得:a=μmg/M 再对整体,由牛顿第二定律可得:F 0=(M+m)a 解得:F 0=μ(M+m) mg/M所以,F 的大小范围为:F>μ(M+m)mg/M例2[解析](1)小滑块与木板间的滑动摩擦力f=μFN=μmg=4N…………①滑动摩擦力f 是使滑块产生加速度的最大合外力,其最大加速度 a 1=f/m=μg=4m/s 2 …②当木板的加速度a 2> a 1时,滑块将相对于木板向左滑动,直至脱离木板F-f=m a 2>m a 1 F> f +m a 1=20N …………③即当F>20N ,且保持作用一般时间后,小滑块将从木板上滑落下来。
(2)当恒力F=22.8N 时,木板的加速度a 2',由牛顿第二定律得F-f=Ma 2' 解得:a 2'=4.7m/s 2………④设二者相对滑动时间为t ,在分离之前小滑块:x 1=½ a1t 2 …………⑤ 木板:x 1=½ a2't 2 …………⑥又有x 2-x 1=L …………⑦ 解得:t=2s …………⑧tnisgnih解得:F2=6N…………………………1分要使小滑块脱离薄木板但不离开桌面,拉力F6N。
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物理易错难点训练―滑块木板问题(带解析)
一.选择题 1.(福建省厦门市2016届高三第二次质量检查理科综合试题)放在足够长的木板上的物体A和B由同种材料制成,且表面粗糙程度一样,现随长木板以速度v向右做匀速直线运动,如图所示。
某时刻木板突然停止运动,已知mA>mB,下列说法正确的是 A.若木板光滑,由于A的惯性较大,所以A、B一定会相撞 B.若木板粗糙,由于A的动能较大,所以A、B一定会相撞 C.若木板粗糙,由于A 的所受的摩擦力较大,所以A比B先停下来。
D.不论木板是否光滑,A、B间的相对距离保持不变【参考答案】D 【名师解析】考点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系【名师点睛】分木板光滑和粗糙两种情况进行讨论,若光滑,则AB两个木块将以原来的速度做匀速运动;若粗糙,根据牛顿第二定律求出加速度,比较两物块速度之间的关系即可求解。
2.2016•安徽六校教育研究会联考)如图甲,水平地面上有一静止平板车,车上放一质量为m的物块,物块与平板车间的动摩擦因数为0.2,t=0时,车开始沿水平面做直线运动,其v-t图象如图乙所示。
g取10 m/s2,平板车足够长,则物块运动的v-t图象为( ) 【参考答案】 C 3. (多选)如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上,受到向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2。
下列说法正确的是( ) A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g C.当F>μ2(m+M)g时,木板便会开始运动 D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动【参考答案】AD 【名师解析】由于木块在木板上运动,所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用,其大小为μ1mg,根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为μ1mg。
又由于木板处于静止状态,木板在水平方向上受到木块的摩擦力μ1mg和地面的静摩擦力的作用,二力平衡,选项A正确,B错误;若增大F的大小,只能使木块的加速度大小变化,但木块对木板的滑动摩擦力大小不变,因而也就不可能使木板运动起来,选项C错误,D正确。
4.(安徽省铜陵市第一中学2016届高三5月教学质量检测理科综合试题)如图甲所示,光
滑的水平地面上放有一质量为M、长为的木板。
从时刻开始,质量为的物块以初速度从左侧滑上木板,同时在木板上施以水平向右的恒力,已知开始运动后内两物体的图线如图乙所示,物块可视为
质点,,下列说法正确的是() A、木板的质量 B、物块与木板间的动摩擦因数为 C、时,木板的加速度为 D、时,木板的速度为【参考答案】BD 【名师解析】在开始运动后内,物体向右减速运动,木板向右加速运动,对物体,由牛顿第二定律,μmg=ma1,由速度图像可知,a1=1m/s2,联立解得:μ=0.1.选项B正确。
对木板,由牛顿第二定律,F+μmg=Ma2,由速度图像可知,a2=4m/s2,联立解得:M=2kg,选项A错误。
对物体由牛顿第二定律可得:,所以物体相对木板
还是要相对滑动,对木板由牛顿第二定律可得:,代入数据解得:,时,木板的速度为,故选项C错误D正确。
考点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像;物体的弹性和弹力【名师点睛】本题考查
图象的应用;图象题是高考的热点问题,关键从图象中获取信息,能够通过图象得出物体的运动规律。
二.计算题 1.如图所示,木
板静止于水平地面上,在其最右端放一可视为质点的木块。
已知木块的质量m=1 kg,木板的质量M=4 kg,长L=2.5 m,上表面光滑,下表面与地面之间的动摩擦因数μ=0.2。
现用水平恒力F=20 N拉木板,g取10 m/s2。
(1)求木板加速度的大小; (2)要使木块能滑
离木板,求水平恒力F作用的最短时间; (3)如果其他条件不变,假设木板的上表面也粗糙,其上表面与木块之间的动摩擦因数为μ1=0.3,欲使木板能从木块的下方抽出,对木板施加的拉力应满足什么
条件? (4)若木板的长度、木块质量、木板的上表面与木块之间的动摩擦因数、木板与地面间的动摩擦因数都不变,只将水平恒力增加为30 N,则木块滑离木板需要多长时间?【名师解析】(1)木板受到的摩擦力Ff=μ(M+m)g=10 N 木板的加速度a=F-FfM=2.5 m/s2。
(3)设木块的最大加速度为a木块,木板的最大加速度为a木板,则μ1mg=ma木块解得:a木块=μ1g=3 m/s2 对木板:F1-μ1mg
-μ(M+m)g=Ma木板木板能从木块的下方抽出的条件:a木板>a
木块解得:F1>25 N。
(4)木块的加速度a′木块=μ1g=3 m/s2 木板的加速度a′木板=F2-μ1mg-μ(M+m)gM=4.25 m/s2 木块
滑离木板时,两者的位移关系为x木板-x木块=L,即12a′木板t2-12a′木块t2=L 代入数据解得:t=2 s。
答案(1)2.5 m/s2 (2)1 s (3)F>25 N (4)2 s 2.如图所示,物块A、木板B的质量均为m=10 kg,不计A的大小,B板长L=3 m。
开始时A、B均静止。
现使A以某一水平初速度从B的最左端开始运动。
已知A与B、B与水平面之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3和μ2=0.1,g取10 m/s2。
(1)若物块A刚好没有从B上滑下来,则A的初速度多大? (2)若把木板B放在光滑水平面上,让A仍以(1)问中的初速度从B的最左端开始运动,则A能否与B脱离?最终A和B的速度各是多大? (2)
木板B放在光滑水平面上,A在B上向右匀减速运动,加速度大小仍为a1=μ1g=3 m/s2 B向右匀加速运动,加速度大小a2′=μ1mgm =3 m/s2 设A、B达到相同速度v′时A没有脱离B,由时间关系v0-v′a1=v′a2′ 解得v′=v02=6 m/s A的位移xA=v20-
v′22a1=3 m B的位移xB=v′22a2′=1 m 由xA-xB=2 m可知A 没有与B脱离,最终A和B的速度相等,大小为6 m/s。
答案(1)26 m/s (2)没有脱离 6 m/s 6 m/s 3.如图所示,质量为M的长木板,静止放置在粗糙水平地面上,有一个质量为m、可视为质点的物块,以某一水平初速度从左端冲上木板。
从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中,物块和木板的v-t图象分别如图中的折线acd 和bcd所示,a、b、c、d点的坐标为a(0,10)、b(0, 0)、c(4,4)、d(12,0)。
根据v-t图象,(g取10 m/s2),求: (1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1,木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2,达到相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小a; (2)物块质量m与长木板质量M之比; (3)物块相对长木板滑行的距离Δx。
【名师解析】 (2)物块冲上木板匀减速运动时:μ1mg=ma1 木板匀加速时:μ1mg-μ2(M+m)g=Ma2 速度相同后一起匀减速运动,对整体μ2(M+m)g=(M+m)a 解得mM=32。
(3)由v-t图象知,物块在木板上相对滑行的距离Δx=12×10×4 m=20 m。
答案(1)1.5 m/s2 1 m/s2 0.5 m/s2 (2)3∶2 (3)20 m 4.如图,可看作质点的小物块放在长木板正中间,已知长木板质量为M =4 kg,长度为L=2 m,小物块质量为m=1 kg,长木板置于光滑水
平地面上,两物体皆静止。
现在用一大小为F的水平恒力作用于小物块上,发现只有当F超过2.5 N时,两物体间才能产生相对滑动。
设两物体间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小,重力加速度g=10 m/s2。
(1)求小物块和长木板间的动摩擦因数; (2)若一开始力F就作用在长木板上,且F=12 N,则小物块经过多长时间从长木板上掉下?【名师解析】(1)设两物体间的最大静摩擦力为Ffm,当F=2.5 N作用于小物块时,对整体,由牛顿第二定律有F=(M+m)a 对长木板,由牛顿第二定律有Ffm=Ma 联立可得Ffm=2 N 小物块在竖直方向上受力平衡,所受支持力FN=mg,由摩擦力公式有Ffm=μmg,解得μ=0.2。
小物块刚滑下长木板时x1-x2=12L,联立解得t=2 s。
答案(1)0.2 (2)2 s
5.(湖北省沙市中学2016届高三下学期第四次半月考理科综合试题)(18分)一平板车,质量M=100�K,停在水平路面上,车身的平板离地面的高度h=1.25m,一质量m=50kg的小物块置于车的平板上,它到车尾的距离b=1m,与车板间的动摩擦因数,如图6所示,今对平板车施一水平方向的恒力,使车向前行驶,结果物块从车板上滑落,物块刚离开车板的时刻,车向前行驶距离,求物块落地时,地点到车尾的水平距离s(不计路面摩擦,g=10m/s2).【参考答案】1.625m 【名师解析】小物块滑落时车速,小物块速度物块滑落后,车的加速度落地时间.车运动的位移.小物块平抛的水平位移.物块落地时,落地点与车尾的水平位移为:.考点:牛顿第二定律的综合应用
6. (2016太原模拟)质量为3 kg的长木板A置于光滑的水平地面上,质量为2 kg的木板B(可视为质点)置于木板A的左端,在水平向右的力F作用下由静止开始运动,如图甲所示.A、B运动的加速度随时间变化的图象如图乙所示.(g取10 m/s2)求: (1)木板与木块之间的动摩擦因数.(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (2)4 s末A、B的速度. (3)若6 s末木板和木块刚好分离,则木板的长度为多少?
【参考答案】:(1)0.3 (2)4 m/s (3)4 m (3)4 s到6 s末t2=2 s 木板A运动的位移xA=vt2+12aAt22 xB=vt2+12aBt22 木板的长度l=xB-xA=4 m。