板塊模型教師版

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1、 精品文檔 板塊模型專題 1. 如圖所示，將小砝碼放在桌面上的薄紙板上，若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為 M和 m，各接觸面間的動 (1) 放上小物塊瞬間，小物塊與小車的加速度大??； 摩擦因數(shù)均為 ，砝碼到紙板左端的距離和到桌面右端的距離均為d?，F(xiàn)用水平向右的恒定拉力 F 拉動(2) 經(jīng)多長時間兩者達(dá)到相同的速度 ? 紙板，下列說法正確的是（ ） (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?。?

2、 A．紙板相對砝碼運動時，紙板所受摩擦力的大小為 M m g B．要使紙板相對砝碼運動， F 只需大于 M m g C．若砝碼與紙板分離時的速度小于 gd ， 砝碼不會從桌面上掉下 D．當(dāng) F 2 2M 4m g 時，砝碼恰好到達(dá)桌面邊緣 2．如圖，光滑水平面上放著質(zhì)量為 M的木板，木板左端有一個質(zhì)量為 m的木塊。現(xiàn)對木塊施加一個水 平向右的恒力 F，木塊與木板由靜止開始運動，經(jīng)過時間 t 分離。下列說法正確的是（ ） A．若僅增大木板的質(zhì)量 M，則時間 t

3、增大 B．若僅增大木塊的質(zhì)量 m，則時間 t 增大 C．若僅增大恒力 F，則時間 t 增大  5. 如圖，質(zhì)量 M 8kg 的小車停放在光滑水平面上，在小車右端施加一水平恒力 F=8N。當(dāng)小車向右運 動速度達(dá)到 3m/s 時，在小車的右端輕放一質(zhì)量 m=2kg的小物塊，物塊與小車間的動摩擦因數(shù) 0.2， 假定小車足夠長， 問：（ 1）經(jīng)過多長時間物塊停止與小車間的相對運動？ （ 2）小物塊從放在車上開始經(jīng)過 t0 3.0s 所通過的位移是多少？（ g 取 10m / s2 ）

4、 D．若僅增大木塊與木板間的動摩擦因數(shù)，則時間 t 增大 3．（多選）如圖所示， A、 B 兩物塊的質(zhì)量分別為 2 m 和 m， 靜止疊放在水平地面上。 A、 B 間的動摩 擦因數(shù)為μ， B 與地面間的動摩擦因數(shù)為 1 μ。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為 g. 現(xiàn)對 2 A 施加一水平拉力 F，則 ( ) 6. 如圖所示，水平地面上依次排放兩塊完全相同的木板，長度均為 l ＝ 2 m，質(zhì)量均為 m＝ 1 kg ，一質(zhì) 2 量為 m＝ 1 kg 的物體 (

5、可視為質(zhì)點 ) 以 v ＝ 6 m/s 的速度沖上 A 木板的左端，物體與木板間的動摩擦因數(shù) 1 0 A．當(dāng) F< 2 μ mg時， A、 B 都相對地面靜止 為 μ 1，木板與地面間的動摩擦因數(shù) μ 2＝ 0.2 。( 最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等， 取 g＝10 m/s 2) (1) B． 當(dāng) F = 5 μmg時， A 的加速度為 1 μ g 若物體滑上木板 A時，木板不動，而滑上木板 B 時，木板 B 開始滑動，求 μ 1 應(yīng)滿足的條件；

6、 C．當(dāng) F> 3 2 3 (2) 若 μ 1＝ 0.5 ，求物體滑到木板 A 末端時的速度和在木板 A 上運動的時間。 μ mg時， A 相對 B 滑動 D．無論 F 為何值， B 的加速度不會超過μg 4．如圖所示，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 右運動的速度達(dá)到 1.5m/s 時，在小車前端輕輕地放上一個大小不計， 質(zhì)量為 m＝ 2kg 的小物塊， 物塊與

7、 小車間的動摩擦因數(shù) μ ＝ 0.2 ，小車足夠長 ( 取 g＝ 10m/s2 ) ．求： 1 。 歡迎下載 精品文檔 板塊模型答案： 1. C 2． BD根據(jù)牛頓第二定律得， m的加速度 a = F - mg = F - g ，M的加速度 a 2 = mg 1 m m M 根據(jù) L = 1 a t

8、- 1 a t ， t = 2L ． 2 2 2 1 2 2 a - a 2 1 A、若僅增大木板的質(zhì)量 M，m的加速度不變， M的加速度減小，則時間 t 減小，故 A 錯誤． B、若僅增大小木塊的質(zhì)量 m，則 m的加速度減小， M的加速度增大，則 t 變大，故 B 正確． C、若僅增大恒力 F，則 m的加速度變大， M的加速度不變，則 t 變小，故 C錯誤． D、若僅增大木塊

9、與木板間的動摩擦因數(shù)，則小明的加速度減小， M的加速度增大，則 t 變大，故 D 正 確．考點：牛頓第二定律的綜合應(yīng)用. 3． BCD當(dāng) A、B 剛要發(fā)生相對滑動時， A、 B 間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力，即 ，隔離對 B 分析，根據(jù)牛頓第二定律得， ，解得 ．對整體分析，根據(jù)牛頓第二 定律有： ，解得 ．知當(dāng) 時， A、 B 發(fā)生相對滑動，故 C 正 確；通過隔離對 B分析，知 B 的加速度不會超過 ，故 D正確；當(dāng) 時， A、B 保持相對

10、 靜止，對整體分析，加速度 ，故 B 正確；當(dāng) ，知小于 A、 B 之間的最大靜摩擦力，則 A、 B 不發(fā)生相對滑動，對整體分析，由于整體受到地面的最大靜摩擦力 ，知 A、 B 不能相對地面靜止，故 A 錯誤。 考點：牛頓第二定律；摩擦力的判斷與計算 4. (1)2m/s 2 0.5m/s 2 (2)1s(3)2.1m 【解析】 (1) 小物塊的加速度 (2 分 ) 小車的加速度 (2 分 )  (2) 由 (2 分 ) 得 t ＝ 1s(1 分 ) (3) 在開始 1

11、s 內(nèi)小物塊的位移 (2 分 ) 此時其速度 v＝ at ＝2m/s(1 分 ) 在接下來 0.5s 小物塊與小車相對靜止，一起做加速運動且加速度 (1 分 ) 這 0.5s 內(nèi)的位移 s2＝ vt 1＋ at ＝1.1m(2 分) 則小物塊通過的總位移 s＝ s1＋s2＝ 2.1m(1 分 ) 5，分析：物塊放上小車后加速度： a1 g 2m / s2 小車加速度：

12、a2 F mg / M 0.5m / s2 v1 a1t 由 v1 v2 得： t 2s （ 2）物塊在前 2s 內(nèi)做加速度為 a1 的勻加速運動，后 1s v2 3 a2 t 同小車一起做加速度為 a2 的勻加速運動。 以系統(tǒng)為研究對象： 根據(jù)牛頓運動定律， 由 F M m a3 得： a3 F / M m 08. m / s2 物

13、塊位移 s s1 s2 = 8.4m 6.[ 解析 ] (1) 若滑上木板 A 時，木板不動，由受力分析得 μ 1 1 ≤ μ 2( 1＋ 2 2) ； mg m m g 若滑上木板 B 時，木板 B開始滑動，由受力分析得 μ 1m1g＞μ 2( m1＋ m2) g，聯(lián)立兩式，代入數(shù)據(jù)得 0.4 ＜ μ 1≤ 0.6 。 (2) 若 μ 1＝ 0.5 ，則物體在木板 A上滑動時，木板 A不動。設(shè)物體在木板 A 上做減速運動時的加速度大 小

14、為 a1， 由牛頓第二定律得 μ 1m1g＝ m1a1， 設(shè)物體滑到木板 A末端時的速度為 v1， 由運動學(xué)公式得 2 2 ＝－ 2a l ， v －v 1 0 1 設(shè)在木板 A 上運動的時間為 t ，由運動學(xué)公式得 v 1＝ 0－ 1 ，代入數(shù)據(jù)得 v 1＝ 4 m/s ， ＝ 0.4 s 。 v a t t [ 答案 ] (1)

15、0.4 ＜μ 1≤ 0.6 (2)4 m/s0.4 s 。 2 歡迎下載 精品文檔 滑塊問題的類型及歸納解析 在物理的學(xué)習(xí)中經(jīng)常會遇到一個木塊在一個木板上的運動問題，我們稱為滑塊問題 一 . 木板受到水平拉力 類型一：如圖 A 是小木塊， B 是木板， A 和 B 都靜止在地面上。 A 在 B 的右端，從某一時刻起， B 受到一個水平向右的恒力 F 作用開始向右運動。 AB 之間的摩擦因數(shù)為 1 ， B 與地面間的摩擦因數(shù)為 2 ，板的長度 L。 根據(jù) A、B

16、 間有無相對滑動可分為兩種情況。 假設(shè)最大靜摩擦力 f max 和滑動摩擦力相等， A 受到的摩擦力 f A 1 m1g ，因而 A 的加速度 aA 1 g 。A、 B 間滑動與否的臨界條件為 A、 B 的加速度相等，即 a A aB ， 亦即 [ F 1m1 g 2 (m1 m2 )g] / m2 1 g 。 1. 若 [ F 1 m1 g 2 ( m1 m2 ) g] / m2 1 g ，則 A、B 間不會滑動。根據(jù)牛頓第二定律，運用整 體法可求出 AB的共同加速度 a共 [ F 2 ( m1 m2 )g] / ( m1 m2 ) 。

17、 2. 若 [ F 1m1 g 2 ( m1 m2 ) g] / m2 1 g ，則 A、B 間會發(fā)生相對運動。 這是比較常見的情況。 A、 B 都作初速為零的勻加速運動，這時 a A 1 g， aB [ F 1m1 g 2 ( m1 m2 ) g] / m2 設(shè) A 在 B 上滑動的時間是 t ，如圖所示，它們的位移關(guān)系是 SB SA L 即 aB t 2 / 2 a A t 2 / 2 L ，由此可以計算出時間 t 。 二 . 木塊受到水平拉力 類型二：如圖 A 在 B 的左端，從某一時刻起， A 受到一個水平向右

18、 的恒力 F 而向右運動 。A 和 B 的受力如圖所示， B 能夠滑動的條件是 A 對 B 的摩擦力 f B 大于地對 B 的摩擦力 f 即 FB f 。因此， 也分兩種情 況討論： 1. B 不滑動的情況比較簡單， A 在 B 上做勻加速運動，最終滑落。 2. B 也在運動的情況是最常見的。根據(jù) A、 B 間有無相對運動，又要細(xì)分為兩種情形。 A、B 間滑動與 否的臨界條件為： a A aB ， 即 ( F 1m1 g) / m1 [ 1m1 g 2 ( m1 m2 )g] / m2 。  （ 1）若 ( F 1m1 g) /

19、 m1 [ 1m1 g 2 (m1 m2 ) g] / m2 ，A、B 之間有相對滑動， 即最常見的 “A、 B 一起滑，速度不一樣 ”， A 最終將會從 B 上滑落下來。 A、B 的加速度各為 a A ( F 1m1 g) / m1，aB [ 1m1g 2 (m1 m2 ) g] / m2 。設(shè) A 在 B 上滑動的 時間是 t ，如圖 4 所示，它們的位移關(guān)系是 SA SB L ， 即 (1/ 2)a B t 2 L ，由此可以計算出時間 t 。 （ 2）若 ( F

20、 1m1 g) / m1 [ 1m1 g 2 (m1 m2 ) g] / m2 ，A、B 之間相對靜止。這時候 AB 的加 速度相同，可以用整體法求出它們共同的加速度 a共 [ F 2 ( m1 m2 ) g] / (m1 m2 ) 。 三. 木塊以一定的初速度滑上木板 類型 3：如圖木塊 A 以一定的初速度 v0 滑上原來靜止在地面上的木板 B， A 一定會在 B 上滑行一段時間。根據(jù) B 會不會滑動分為兩種情況。首先要判 斷 B 是否滑動。 A、 B 的受力情況如圖所示。

21、 1. 如果 1m1 g 2 (m1 m2 ) g ，那么 B 就不會滑動， B 受到的摩擦力是 靜摩擦力， f B 1 m1 g ，這種情況比較簡單。 （ 1）如果 B 足夠長， A 將會一直作勻減速運動直至停在 B 上面， A 的位移為 SA v02 / ( 2 1 g) 。 （ 2）如果 B 不夠長，即 L v02 / (2 1g) ， A 將會從 B 上面滑落。 2. 如果 1m1 g 2 ( m1 m2 ) g ，那么

22、 B 受到的合力就不為零，就要滑動。 A、B 的加速度分別 a A 1 g，aB [ 1m1 g 2 ( m1 m2 ) g] / m2 。 （ 1）如果 B足夠長，經(jīng)過一段時間 t1 后， A、B 將會 以共同的速度向右運動。 設(shè) A 在 B 上相對滑動的距離為 d， 如圖所示， A、 B 的位移關(guān)系是 SA SB d ，那么有： v0 a A t1 a Bt 1 v0t (a A t1 ) 2 / 2 (

23、aB t12 ) / 2 d 。 3 歡迎下載 精品文檔 （ 2）如果板長 L d ，經(jīng)過一段時間 t2 后， A 將會從 B 上面滑落， 即 v0 t2 ( aA t 22 ) / 2 ( aB t 22 ) / 2 L 四 . 木板突然獲得一個初速度 類型四： 如圖 7，A 和 B 都靜止在地面上， A 在 B 的右端。 從某一時刻時， B 受到一個水平向右的瞬間打擊力而獲得了一個向右運動的初速度 v0 。 A 靜止， B 有初速度，則 A、B 之間一定會發(fā)生相對運動，由于是 B 帶動 A 運動，故 A 的速度不可能

24、超過 B。由 A、 B 的受力圖知， A 加速， B 減速， A、 B 的加速度分別為 aA 1g aB [ 1m1 g 2 (m1 m2 ) g] / m2 也有兩種情況： 1. 板足夠長，則 A、B 最終將會以共同的速度一起向右運動。設(shè) A、B 之間發(fā)生相對滑動的時間為 t1 ， A 在 B 上相對滑動的距離為 d，位移關(guān)系如圖所示， 則 a A t1 v0 aB t1 SA ( a At 12 ) / 2 SB v0t1 (a At 12 ) / 2 SB SA d 2. 如果板長 L d ，經(jīng)過一段時間

25、t 2 后， A 將會從 B 上面滑落，即 SA ( a A t 22 ) / 2 SB v0 t (a A t 22 ) / 2 SB SA L 由此可以計算出時間 t 2 。 。 4 歡迎下載 精品文檔 歡迎您的下載， 資料僅供參考！ 致力為企業(yè)和個人提供合同協(xié)議，策劃案計劃書，學(xué)習(xí)資料等等 打造全網(wǎng)一站式需求 。 5 歡迎下載