板块模型2拉力拉在物块上.docx
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1、力施加在木块上。录:一、临界施力二、动力学体会:e而比滑,处而粗触一、临界拉力1 .物体A放在物体8上,物体B放在光滑的水平面上,已知R=6kg,=2kg,A、B间动摩擦因数=2,如图所示.现用一水平向右的拉力户作用于物体A上,则下列说法中正确的是(g=lms2):A.当拉力FVI2N时,A静止不动B.当拉力尸二16N时,A对B的摩擦力等于4NC.当拉力Q16N时,A一定相对B滑动D.无论拉力尸多大,A相对B始终静止答案:B解析:假设具有相同的加速度以B为研究对象可以知道a=gms=6m J.以整体为研究对象可知F48N时AB才会发生相对滑动.所以CD错,当拉力FV12N时.AB具有相同加速度
2、,A不静止所以A错.当拉力F=16N时,a=痴/$?则以B为研究对象可知:后加口二也则B对.考点:牛顿运动定律(板块模型)备注:地面光滑2 .如图所示,质量分别为m和2m的两物体48叠放在一起,放在光滑的水平地面上,己知48间的最大摩擦力为A物体重力的倍,若用水平力分别作用在4或8上,使48保持相对静止做加速运动,则作用于4、8上的最大拉力FA与FB之比为多少?答案:2:1备注:地面光滑,临界拉力,拉力作用在物块和木板上的比较3 .多选如图,水平面光滑,水平恒力尸作用在木块上,小车和木块间无相对滑动,小车质量为M,木块质量为切。它们共同加速度为小木块与小车间的动摩擦因素为,则在运动过程中()A
3、.木块受到的摩擦力一定是MgB.木块受到的合力为尸C.小车受到的摩擦力大小为MaD.小车受到的合力为一m-M答案:CD解析:A.对木块受力分析,由牛顿第二定律有F-f=ma则由于木块并没有滑动,所以摩擦力不一定是mg,故A错误;BCD.整体的加速度隔离对小车分析,小车所受的合力为LMFM+m且小车所受的合力大小等于小车所受的摩擦力大小,又小车所受的摩擦力大小等于小车对木块的摩擦力大小,故B错误,CD正确。故选CD04 .如图所示,a、8两个物体静止叠放在水平桌面上,已知如=恤=?,mb间的动摩擦因_数为b与地面间的动摩擦因数为7.已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对。施加一水平
4、向右的拉力,下列判断正确的是()a上3A.若a、b两个物体始终相对静止,则力尸不能超过5,唱3B.当力尸=jwng时,、人间的摩擦力为5mg3D.答案: 解析: ACD.当力Fmg时,b相对滑动AC.无论力尸为何值,的加速度不会超过;图、b之间的最大静摩擦力为:/nt=wwg=”g,b与地面间的最大静摩擦力为:a、b相对地面一起运动,刚好不发生相对滑动时,由牛顿第二定律得:对b有P1=mao,得6t0=P813对整体有:Fo-mg=2mao,得:Fo=-mg,所以若a、b两个物体始终相对静止,则33力厂不能超过吆,当力尸A/咫时,b相对a滑动.无论力F为何值,b的加速度不会超过5g,故A正确、
5、CD错误;B.当力时,ab一起加速运动,加速度为:从tng一好叫,对a根4=g2m43据牛顿第二定律可得:F-fl=mali解得a、b间的摩擦力为力=:区,故B错误;4考点:牛顿运动定律(板块模型)备注:地面粗糙5.如图所示,质量分别为2帆、团的A、B两物块,静止叠放在水平地面上。A、B间的巴动摩擦因数为,B与地面之间的动摩擦因数为2。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平拉力尸,则下列说法正确的是()A.当7v2g时,A、8都相对地面静止B.当F=vmg时,A的加速度为:g3C.当厂时,A相对B滑动D.JF越大,8的加速度越大答案:B解析:C.AB之间的最大静摩擦力为J
6、rna=mAg=2mg对A有F-2mg=2tna8与地面间的最大静摩擦力为f,nax=MfnA+mli)g=Isg对B有C32ng-ng=ma联立可得AB刚要发生相对滑动时的外力为F=3tng故C错误;3A.当mgF3mg时,A、B都相对地面运动,故A错误;B.当产二g%g时,即3L5CmgF=ng3mgA8相对静止一起匀加速运动,由牛顿第二定律有532,mg-mg-3ma解得,Ia=g故B正确;D.4对B的最大摩擦力为2mg,无论F为何值,B的最大加速度为932tngWng=na解得故D错误。故选B。考点:牛顿运动定律(板块模型)备注:地面粗糙6.多选如图所示,长木板放置在水平面上,一小物块
7、置于长木板的中央,长木板和物巴块的质量均为物块与木板间的动摩擦因数为,木板与水平面间动摩擦因数3,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g.现对物块施加一水平向右的拉力F,则木板加速度大小。可能是()MFA.a=gB.a=L2g_FgC.a=D.a=32m3答案:BD解析:当物块与木板一起向右加速,没有发生相对滑动,以物块和木板整体为研究对象进行受力分析,有:F-y(+n)g=2naF1解传:=-g2m3当物块和木板间发生相对滑动,以木板为研究对象有:omg-y2mg=ma解得:a=-g故BD正确,AC错误.考点:牛顿运动定律(板块模型)备注:地面粗糙7.如图,A、B两物块的质量分
8、别为3根和?,静止叠放在水平地面上,A、B间的动摩擦21M=-2=一因数3,B与地面间的动摩擦因数3,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一与水平方向成37斜向上,大小为3/ng的拉力尸,sin37o=0.6,cos37o=0.8,则A、B的加速度为()4baA=aB=-S22d %=4,4=1gC.Clt=15答案:C解析:根据题意设B对A的摩擦力为力,地面对8的摩擦力为力,令4、8相对滑动时所需水平方向的外力为R,根据牛顿第二定律,对4有Fl-f=3ma其中Z=i(3g_3zngsin37)对8有f-f2=ma其中人=z2(4ag-3mgsin37)联立解得Fx=mg因为
9、E=mg尸CoS37=2.4机g所以A、8将相对滑动,根据牛顿第二定律对A有Fcos37-f=3ma代入数据解得8fg对B有fi-f2=ma代入数据解得故C正确,ABD错误。故选Co考点:牛顿运动定律(板块模型)备注:地面粗糙8 .(2011新课标全国理综21)如图所示,在光滑水平面上有质量为mi的足够长的木板,其上叠放-质量为mz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),四一户木板和木块加速度的大小分别为。1和G下列反映和。2变V,Fkt解析:刚开始木块与木板一起在尸作用下加速,且尸=仃,=%mflx则/,与板之间不会相
10、对静止,则4的最大加速度为mli选项A正确,B错误;C.若木板质量为6kg,假设A与板间的摩擦力达到最大时8与板仍相对静止,则把木板和物块3看做一个整体,对该整体受力分析,该整体受到A对其的16N的向右的摩擦力,根据牛顿第二定律求出木板和B的最大加速度为=2ms2M+z此时8与板间的摩擦力为源二为工max=4NVra则8与板之间会相对静止,则B的最大加速度为2ms2,选项C错误;D.由A的分析可知,加速度大于a=4ms2时8开始产生滑动,此时若A也产生滑动,则对AF-rnAg=mAama解得F=32N选项D正确。故选ADo10.多选一长轻质薄硬纸片置于光滑水平地面上,木板上放质量均为Ikg的A
11、、B两物块,A、B与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为川=0.3,2=0.2,水平恒力产作用在A物块上,如图所示,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10ms20则()A.若F=IN,则物块、薄硬纸片都静止不动B.若产二15N,则A物块所受摩擦力大小小于1.5NC.若尸=8N,则B物块的加速度为4.0ms2D.无论力F多大,A与薄硬纸片都不会发生相对滑动答案:BD解析:A与木板间的最大静摩擦力为/入Ag=O.3x110N=3NB与木板间的最大静摩擦力为/b=zwb=0.2110N=2NA.F=1N,所以AB即木板保持相对静止,整体在作用下向左匀加速运动,故A错误;B.若尸二L5NV,所以AB即木板
12、保持相对静止,整体在尸作用下向左匀加速运动,根据牛顿第二定律得F-f=ma所以A物块所受摩擦力2.5N(2)1s【解析】(I)两物体恰要发生相对滑动时,它们之间的摩擦力大小达到最大静摩擦fe设它们一起运动的加速度大小为a,此时作用于小物块水平向右的恒力大小为F1,由牛顿定律可知:对整体:F=(M-m)a对木板:金=Mal解得F2.5N故当F2.5N时,两物体之间发生相对滑动(2)分析可知,当一开始就用水平向右Fl5.5N的恒力作用于小木块时,两物体发生滑动;设滑动摩擦力的大小为f,小木块、木板的加速度分别为a】、a2,由牛顿第二定律可得:对小物块:Fa-f-mai对木板仅Ma2其中f=mg解得
13、a3.5m.s2a2O.5m.S2设小物块滑下木板历时为,小物块、木板相对于地面的位移大小分别为S】、S2,由匀变速直线运动的规律和几何关系可知:s1=alt1,s2=,s1-s2解得:ElS【名师点睛】题涉及到相对运动的过程,列牛顿第二定律方程时一定要先确定研究对象,要认真分析物体的受力情况和运动情况,并能熟练地运用匀变速直线运动的公式。考点:整体法和隔离法的应用,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13 .如图甲所示,长木板B固定在光滑水平面上,可看做质点的物体4静止叠放在4的最左端。现用后6N的水平力向右拉物体A,经过5s物体A运动到B的最右端,其u,图象如图乙所示
14、。已知A、8的质量分别为1kg、4kg,A、8间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,10ms2o(1)求物体A、8间的动摩擦因数;(2)若8不固定,求A运动到5的最右端所用的时间。答案:(1)N4;(2)52s解析:(1)根据图象可知,物体A的加速度为vo.2a.=2mst以A为研究对象,根据牛顿第二定律可得F-nAs=mAaA代入数据得=0.4(2)由图象知,木板B的长度为I=510m=25m2若B不固定,B的加速度为啊设A运动到B的最右端所用的时间为1,根据题意可得代入数据解得/=50S14 .有一项“快乐向前冲”的游戏可简化如下:如图,滑板长L=Im,起点A到终点线B的距离s=5m.开始滑板静
15、止,右端与A平齐,滑板左端放一可视为质点的滑块,对滑块施一水平恒力产使滑板前进.板右端到达8处冲线,游戏结束.已知滑块与滑板间动摩擦因数4=0.5,地面视为光滑,滑块质量如=2kg,滑板质量?2=kg,重力加速度g=IOms2求:(1)滑板由A滑到8的最短时间可达多少?(2)为使滑板能以最短时间到达,水平恒力F的取值范围如何?;一:LS!A1答案:(D/=Is(2)3ON尸34N解析:(I)滑板一直加速,所用时间最短,地面无摩擦力,滑板水平方向受力只有滑块对其滑动摩擦力.设滑板加速度为G班g=m2a2a2=10ms2t=IS(2)刚好相对滑动时,月最小,此时可认为二者加速度相等Fx-mxg=m
16、a2=30N当滑板运动到8点,滑块刚好脱离时,尸最大,设滑块加速度为小F2-mxg=maxK=34N则水平恒力大小范围是30NF34N考点:整体法和隔离法的应用,匀变速直线运动(多体问题)备注:位移大小有限制15 .如图所示,在光滑水平面上,放着两块长度相同,质量分别为Ml和M2的木板,在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的木块,开始时各物均静止。今在两木板上各施加一水平恒力Fi、F2,。当木块和木板分离时,两木板的速度分别是Vl和V2。两木块和木板间的动摩擦因数相同,有下列说法:若F1=F2,MlM2,则V1V2;若F1=F2,M1V2;若F1F2,Ml=M2,则V1V2;若F1V
17、20其中正确的是A.B.c.D.答案:B考点:匀变速直线运动(图像分析)备注:地面光滑16 .如图甲所示,质量M=4kg且足够长的木板静止在光滑的水平面上,在木板的中点放一个质量用=4kg大小可以忽略的铁块,铁块与木板之间的动摩擦因数=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.两物体开始均静止,从,=0时刻起铁块用受到水平向右、大小如图乙所示的拉力厂的作用,尸共作用时间为6s,(g取IOm解)求:甲MP-(1)铁块和木板在前2S的加速度大小分别为多少?(2)铁块在6s内的位移大小为多少?(3)从开始运动到铁块和木板相对静止时它们的相对位移大小为多少?答案:(V)3tns2,2ms2(2)39m(3
18、)4m解析:(I)前2s,由牛顿第二定律得对铁块:F-mg=ma,解得0=3ms2对木板:mg=Ms,解得s=2ms2(2)t=2s内,铁块的位移x=!atp=6m木板的位移X2=4-a2t2=4m22s末,铁块的速度v=a山=6m/s木板的速度V2=fl2t=4m/s2s后,由牛顿第二定律,对铁块:F-ffig=mae解得解=1ms2对木板:mg=M2,解得O2=2ms2设再经过打时间铁块和木板的共同速度为匕则U=w+1l2=v2+42)2解得/2=2s,V=8m/s在/2时间内,铁块的位移v=V|+-=生32=14m22V.+V48木板的位移X2=-12=x2m=12m22尸作用的最后2s
19、,铁块和木板相对静止,一起以初速度u=8m/s做匀加速直线运动,由牛顿第二定律,对铁块和木板整体有尸=(M+4,解得=1.5ms2最后2S铁块和木板运动的位移均为X3=vr+a()2=19m所以铁块在6内的运动的总位移为X铁块=x+x+x3=39m(3)铁块和木板相对静止前木板运动的总位移X木板=X2+x2=16m铁块和木板的相对位移大小Al1-X木板=4m【点睛】本题综合考查牛顿第二定律、运动学公式及功的公式等内容,要注意做好正确的受力分析及过程分析,应用牛顿第二定律及运动学公式等求解.17.如图所示,在光滑的水平面上放置一个长为L=2.2m的木板8,在B的左端放有一个可视为质点的小滑块A,
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