高中物理中的滑塊問題(含解析)(完整資料).doc

1、【最新整理，下載后即可編輯】高中物理中的滑塊問題1. （201（）淮陰中學(xué)卷）如圖，在光滑水平面上，放著兩塊長度相同， 質(zhì)量分別為必和此的木板，在兩木板的左端各放一個(gè)大小、形 狀、質(zhì)量完全相同的物塊。開始時(shí)，各物均靜止，今在兩物體上 各作用一水平恒力巧、當(dāng)物塊和木板分離時(shí)，兩木板的速度 分別為匕和上，物體和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，下列說法正確的是 （BD ）A.若片=石，上%此,B.若 F = F2,此,則 vxv2C.若片用，M =則匕畛D.若 F1 = VqZ a,廣=4f 2.5/由一匕)+。2，= %，解得，=2s 板氏：/ =電+ . = 474 .如圖所示，質(zhì)量M=1.0kg的長木

2、 靜止在光滑水平面上，在長木板的右端放一質(zhì)量m=l.()kg的小滑 塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，小滑塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2().現(xiàn) 用水平橫力F=6.0N向右拉長木板，使小滑塊與長木板發(fā)生相對 滑動(dòng)，經(jīng)過t=l.()s撤去力F.小滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中始終沒有從長木 板上掉下.求：(1)撤去力F時(shí)小滑塊和長木板的速度個(gè)是多大；(2)運(yùn)動(dòng)中小滑塊距長木板右端的最大距離是多大？(1) .對滑和木板分別利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式ax = 2m/ s2v, = axtx = 2m/ sad. = 4in / s 11(2) .最大位移就是在滑塊和木板相對靜止時(shí)1s后.沒有拉力.只 有相互間的摩擦力滑塊加

3、速度大小均為廣2m/s2(方向相反)vt-hat2=v2-at2 代入數(shù)據(jù) 2+212=4-2“ 解得 q=().5s此時(shí)2個(gè)的速度都是v=3m/s木塊和木板的位移分別為VlVj + V“LV2IS + Vc5. = L + A) = 2.25/z/= - -tx+ -ty = 3.75m2 12-2 12-As = 1.5mX I5.(2010龍巖二中卷)如圖所示,一質(zhì)量小2.0kg的長木板靜 止放在光滑水平面上，在木板的右端放一質(zhì)量尸1.0kg可看作質(zhì)點(diǎn)的小物塊，小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=02用恒力F向 右拉動(dòng)木板使木板在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過z=1.0s后 撤去該恒力，此時(shí)小

4、物塊恰好運(yùn)動(dòng)到距木板右端/=L()m處。在 此后的運(yùn)動(dòng)中小物塊沒有從木板上掉下來.求：(1)小物塊在加速過程中受到的摩擦力的大小和方向；(2)作用于木板的恒力產(chǎn)的J 兇 口口 J大??；(3)木板的長度至少是多少？解：(1)小物塊受力分析如圖所示，設(shè)它受到的摩擦力大小為fN - mg = 0月).2 X1.0X10N=2N方向水平向右(2)設(shè)小物塊的加速度為幻，木板在恒力/作用下做勻加速 直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為2,此過程中小物塊的位移為的，木 板的位移為S?則有：/= 必q =2.0m/sI = -(a2-ai)r代入數(shù)值得：a2 =4.0nVs2臃對木板進(jìn)行受力分析，如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律：

5、F-f=跖2,則F=r +M%代入數(shù)值得出Q10N。(3)設(shè)撤去戶時(shí)小物塊和木板的速度分別為匕和畛，撤去F后，木板與小物塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，當(dāng)小物塊與木板相對靜止時(shí)，它們具有共同速度-共v, = aj = 2.0m/s+Mv2= (m+M)Vi=2tasA同 vi4.tWg根據(jù)動(dòng)量守恒定律得:v2 = a2t = 4.0nVsL0x2 + 2.0x4,0nVs=10ni/s1.0+ 2.03對小物塊：根據(jù)動(dòng)能定理：舟=/展5時(shí) 對木板：根據(jù)動(dòng)能定理：-/ +/) = 喔-;乙乙代入數(shù)據(jù)：r =所以木板的長度至少為=/十/=/m=1.7m )6.如圖所示，一輛M=8kg,長L=2m的平板小車靜

6、止在水平地面 上，小車的左端放置一物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))。已知小車高度h=().80 mo物塊的質(zhì)量m=l .0kg,它與小車平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)產(chǎn)0.20。 現(xiàn)用F=26N水平向左的恒力拉小車，經(jīng)過一段時(shí)間后，物塊與 小車分離。不計(jì)小車與地面間的摩擦。g=10m/s2,求:物塊與小車分離前，小車向左運(yùn)動(dòng)的最大距離；(2)當(dāng)物塊落地時(shí)，物塊與小車右端的水平距離。 答案：(1)6.0m (2)1.06 moL = s2 - s 利用并代入數(shù)據(jù)解得S2=6m=mis1 S=匕，)=1.6/7? 1 1I-S = 1.06/n7.如圖所示，水平地面上一個(gè)質(zhì)量M=4.()kg、長度L=2.()m的 木板，在

7、F=8.0N的水平拉力作用下，以v()=2.()m/s的速度向右 做勻速直線運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻將質(zhì)量m=l.() kg的物塊(物塊可視為質(zhì) 點(diǎn))輕放在木板最右端。若物塊與木板間無摩擦，求物塊離開木板所需的時(shí)間；若物塊與木板間有摩擦，且 叵L物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)和木板 與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，求將物塊放在木板上后，經(jīng)過多長 時(shí)間木板停止運(yùn)動(dòng)。(結(jié)果保留二位有效數(shù)字) 答案：1.2s4.0 s解(1) F = /.iMS / = = 0.2 a-)、= -O5MgML = vot + -at2代入數(shù)據(jù)得：t*l.2s2q=g = 2，s2% = i2? + M)g= -1m/ s2共速時(shí)u = *

8、 =%+研解得八=s y = ?接著一起做勻減速直線運(yùn)動(dòng)=a =F一嗎7)=_o 5w/? M直到速度為零，停止運(yùn)動(dòng)，2=5 = +總時(shí)間f =乎8.(201()長沙市一中卷)如圖所示, 質(zhì)量初二1kg的木板靜止在粗糙的水平 地面上，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 產(chǎn)().1,在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量 m=lkg、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與卜酒65-4-3-2-1-02 4 6 8 10 12 14 /7N木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)例=().4, M=10m/s2,試求：(1)若木板長=lm,在鐵塊上加一個(gè)水平向右的恒力Q8N,經(jīng)過多長時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的右端?(2)若在鐵塊上的右端施加一個(gè)大小從零開始連續(xù)

9、增加的水平 向左的力凡 通過分析和計(jì)算后，請?jiān)趫D中畫出鐵塊受到木板的 摩擦力F值拉力/大小變化的圖像。(設(shè)木板足夠長)解析：(1)木塊的加速度大小=占出空=4m/s2 m鐵塊的加速度大小必一y+=2m/s2設(shè)經(jīng)過時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的右端，則有解得：N=1S(2)當(dāng)F&%5介MQ =2N時(shí)，4巴相對靜止且對地靜止，F(xiàn)設(shè)Q片時(shí)，43恰保持相對靜止，此一從(M + m)g = (M + in)a解得:尸尸6N所以，當(dāng)2NVE6N時(shí)，,m相對靜止，系統(tǒng)向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度F -+in)g _ Fci =,M+m 2以M為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律有.一必(A/+m)g=Ma,解得：f？=l 乙當(dāng)

10、Q6N,月、片發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，f2 = mg =4N畫出6隨拉力廠大小變化的圖像如右9.如圖所示，質(zhì)量m=0.3 kg的小車 向q靜止在光滑的水平面上，車長L=15m,現(xiàn)叫 Q有質(zhì)量m2=0.2 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以水平向右的速度。=2 m/s從左端滑上小車，最后在車面上某處與小車保持相對靜止。物塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù) =()5取g=l () m/s求(1)物塊在車面上滑行的時(shí)間t;(2)要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車左端的速 度K o不超過多少。(1) 0.24s 5m/s【解析】本題考查摩擦拖動(dòng)類的動(dòng)量和能量問題。涉及動(dòng)量 守恒定律、動(dòng)量定理和功能關(guān)系這些物理規(guī)律的運(yùn)用。(1)設(shè)

11、物塊與小車的共同速度為-以水平向右為正方向， 根據(jù)動(dòng)量守恒定律有m2v0 =(町設(shè)物塊與車面間的滑動(dòng)摩擦力為大對物塊應(yīng)用動(dòng)量定理有 Ft = IllyV 一 7)匕、其中解得t = 0.24s(m + m2 )g 代入數(shù)據(jù)得(2)要使物塊恰好不從車廂滑出，須物塊到車面右端時(shí)與 小車有共同的速度/ ,則+ 機(jī))2口由功能關(guān)系有代入數(shù)據(jù)解得=5m/s【最新整理，下載后即可編輯】故要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車的速度為不能超過5m/so1().如圖(a)所示，光滑水平面上停放著一輛上表面粗糙的平板 車,質(zhì)量為M,一質(zhì)量為m的鐵塊以水平初速度V)滑到小車上，兩物 體開始運(yùn)動(dòng)花們的速度隨時(shí)間變化

12、的圖象如圖(b)所示(t是滑塊在車上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間)，則可以斷定 ()A.鐵塊與小車最終滑離B.鐵塊與小車的質(zhì)量之比1C.鐵塊與小車表面的動(dòng)摩擦因數(shù)二D.平板車上表面的長度為當(dāng) O答案 ABC11 .如圖所示，右端帶有豎直擋板的木皿肉B M板B,質(zhì)量為M,長A=l.()m,靜止在光滑 人人斗 水平面上.一個(gè)質(zhì)量為切的小木塊(可視1 L T為質(zhì)點(diǎn))X,以水平速度%=4.0m/s滑上8的左端，而后與其右端 擋板碰撞，最后恰好滑到木板B的左端.已知M=3m,并設(shè)A 與擋板碰撞時(shí)無機(jī)械能損失，碰撞時(shí)間可忽略(g取10m*).求:(1) 4 /最后的速度；(2)木塊力與木板片間的動(dòng)摩擦因數(shù).【答案】(1)

13、lm/s； (2) 0.3解析：(1) /、8最后速度相等，由動(dòng)量守恒可得解得v = = lm/s4(2 )由動(dòng)能定理對全過程列能量守恒方程11mg-2L = mvj -(M + m)v2 22解得 = 0.312 .如圖所示，一質(zhì)量為M、長為1的長方形木板B放在光滑的水平地面 上，在其右端放一質(zhì)量為切的小木塊4 m p2mg說明物塊在長木板上發(fā)生了相對滑動(dòng).設(shè)撤去戶時(shí)，長木板的速度為匕，滑塊速度為吟，由動(dòng)量定 理可知,對物塊,有生mgt =叫對系統(tǒng),有（歹-241mgy = mvl + mv2代入數(shù)據(jù)解得匕=4m/s,畛=2m/s拉力撤去時(shí)，長木板的速度大小為4m/s.（2）設(shè)撤去拉力后，經(jīng)

14、時(shí)間明兩者獲得共同速度為由 動(dòng)量定理可知，對物塊,有2磔| = mv-inv2對長木板,有-22?幼-= mv-mvl將匕和上的數(shù)值代入解得0.2s,-2.4m/s在1s內(nèi)，物塊相對于長木板的位移s尸（匕一2=lm在小0.2s內(nèi)，物塊相對于長木板的位移$2=（%-G/2=（）.2m 木板的長度最小值為=Si+s2=1.2m（3）滑塊與木板有了共同速度后，在摩擦力作用下均做減速 運(yùn)動(dòng)，物塊相對于木板向右運(yùn)動(dòng)，木板和物塊先后停下，設(shè) 木板位移為物塊位移為期,由動(dòng)能定理，得一代mgx2 =0 mv2這段時(shí)間內(nèi)物塊相對于木板的位移s.3=X2 沃=（）.72m.物塊最終離板右端的距離占S1 + S2S

15、3 =0.48m16. 一質(zhì)量52kg的長木板/靜止在光滑的水平面上，/的 右端與豎直擋板的距離為后（）.5m.一個(gè)質(zhì)量為m=lkg的小物體A以初速度 向上1的=6m/s從B的左端水平滑上B,當(dāng)B、巨寸 與豎直擋板每次碰撞時(shí)，*都沒有到達(dá)8的右端.設(shè)定物體A可視為質(zhì)點(diǎn)，月、8間的動(dòng)摩擦因數(shù)=（）.2, B與豎直擋板碰撞時(shí)間極短且碰撞過程中無機(jī)械能損失，g取l()m/s2.求：(1)/與豎直擋板第一次碰撞前的瞬間，月、石的速度值各 是多少？(2)最后要使4不從/上滑下，木板/的長度至少是多少？(最后結(jié)果保留三位有效數(shù)字)【答案】(1) vx=4m/s,冷=lm/s； (2) 8.96m解析：(1

16、)設(shè)月、5達(dá)到共同速度為匕時(shí)，/向右運(yùn)動(dòng)距離 為S由動(dòng)量守恒定律有叫)=(M + ?)%由動(dòng)能定理有?眄=；聯(lián)立解得S1=2m由于 后0.5m2m,可知B與擋板碰撞時(shí)，月、/還未達(dá)到共 同速度.設(shè)臺(tái)與擋板碰撞前瞬間4的速度為心，8的速度為 小，則由動(dòng)量守恒定律有/ =+ 也由動(dòng)能定理有?gs = ；聯(lián)立解得v=4m/s ,用=lm/s(2)6與擋板第一次碰后向左減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)/速度減為零時(shí), B向左運(yùn)動(dòng)的距離設(shè)為立，由動(dòng)能定理有的=而 由上式解得.%=O.5m在片的作用下/再次反向向右運(yùn)動(dòng)，設(shè)當(dāng)4、8向右運(yùn)動(dòng)達(dá) 到共同速度吃時(shí)B向右運(yùn)動(dòng)距離為名由動(dòng)量守恒定律有叫、-Mvl = (M 4- in)v2由動(dòng)能定理有?卯2 = | MV2M# v2 = |nVs , 52 =|m t2= 2.0s木板在地面上的位移：$2 =-4& +2 2 2= 0解2:過程1:對必為二m對 Af：