高中物理板塊模型經(jīng)典題目和標(biāo)準(zhǔn)答案(編輯修改稿)
2025-07-15 13:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 置一個(gè)質(zhì)量m=1kg、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取g=10m/s2，試求：（1）若木板長L=1m，在鐵塊上加一個(gè)水平向右的恒力F=8N，經(jīng)過多長時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的右端？（2）若在鐵塊上施加一個(gè)大小從零開始連續(xù)增加的水平向右的力F，通過分析和計(jì)算后，請?jiān)趫D6中畫出鐵塊受到木板的摩擦力f2隨拉力F大小變化的圖象。（設(shè)木板足夠長）：主要考查摩擦力和牛頓第二定律。木塊和木板之間相對靜止時(shí)，所受的摩擦力為靜摩擦力。在達(dá)到最大靜摩擦力前，木塊和木板以相同加速度運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律。木塊和木板相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，恒定不變。所以正確答案是A。3．【解析】：考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律處理連接體問題的基本方法，簡單題。對于多個(gè)物體組成的物體系統(tǒng)，若系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體具有相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)優(yōu)先選取整體法分析，再采用隔離法求解。取A、B系統(tǒng)整體分析有，a=μg，B與A具有共同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，取B為研究對象，由牛頓第二定律有：，物體B做速度方向向右的勻減速運(yùn)動(dòng)，故而加速度方向向左。例1．本題涉及到圓盤和桌布兩種運(yùn)動(dòng)，先定性分析清楚兩者運(yùn)動(dòng)的大致過程，形成清晰的物理情景，再尋找相互間的制約關(guān)系，是解決這一問題的基本思路。x2aL/2xx1桌布桌布從圓盤下抽出的過程中，圓盤的初速度為零，在水平方向上受桌布對它的摩擦力F1=1mg作用，做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。桌布從圓盤下抽出后，圓盤由于受到桌面對它的摩擦力F2=2mg作用，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)圓盤的品質(zhì)為m，桌長為L，在桌布從圓盤下抽出的過程中，盤的加速度為a1，則根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有1mg=ma1，桌布抽出后，盤在桌面上做勻減速運(yùn)動(dòng)，以a2表示加速度的大小，有2mg=ma2。設(shè)盤剛離開桌布時(shí)的速度為v1，移動(dòng)的距離為x1，離開桌布后在桌面上再運(yùn)動(dòng)距離x2后便停下，則有，盤沒有從桌面上掉下的條件是，設(shè)桌布從盤下抽出所經(jīng)歷時(shí)間為t，在這段時(shí)間內(nèi)桌布移動(dòng)的距離為x，有，而，由以上各式解得。：B C解：對于物塊，由于運(yùn)動(dòng)過程中與木板存在相對滑動(dòng)，且始終相對木板向左運(yùn)動(dòng)，因此木板對物塊的摩擦力向右，所以物塊相對地面向右運(yùn)動(dòng)，且速度不斷增大，直至相對靜止而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B正確；撤掉拉力后，對于木板，由作用力與反作用力可知受到物塊給它的向左的摩擦力作用，則木板的速度不斷減小，直到二者相對靜止，而做勻速運(yùn)動(dòng)，C正確；由于水平面光滑，所以不會停止，D錯(cuò)誤。:(1)撤力前木板加速,設(shè)加速過程的位移為x1,加速度為a1,加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1。撤力后木板減速,設(shè)減速過程的位移為x2,加速度為a2,:F－μ(m+M)g=Ma1(1分)解得(1分)撤力后:μ(m+M)g=Ma2(1分)解得(1分)(1分)為使小滑塊不從木板上掉下,應(yīng)滿足x1+x2≤L(1分)又a1t1=a2t2(1分)由以上各式可解得t1≤1 s所以水平恒力作用的最長時(shí)間為1 s.(1分)(2)由上面分析可知,木板在拉力F作用下的最大位
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