高考物理板块模型典型例题+答案

1.（8分）如图19所示，长度L=1.0m的长木板A静止在水平地面上，A的质量m1=1.0kg，A与水平地面之间的动摩擦因数μ1=0.04．在A的右端有一个小物块B（可视为质点）．现猛击A左侧，使A瞬间获得水平向右的速度υ0=2.0m/s．B的质量m2=1.0kg，A与B之间的动摩擦因数μ2=0.16．取重力加速度g=10m/s2．（1）求B在A上相对A滑行的最远距离；（2）若只改变物理量υ0、μ2中的一个，使B刚好从A上滑下．请求出改变后该物理量的数值（只要求出一个即可）．2、（8分）如图13所示，如图所示，水平地面上一个质量M=4.0kg、长度L=2.0m的木板，在F=8.0N的水平拉力作用下，以v0=2.0m/s的速度向右做匀速直线运动．某时刻将质量m=1.0kg的物块（物块可视为质点）轻放在木板最右端．（g=10m/s2）（1）若物块与木板间无摩擦，求物块离开木板所需的时间；（保留二位有效数字）（2）若物块与木板间有摩擦，且物块与木板间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦因数相等，求将物块放在木板上后，经过多长时间木板停止运动．BAv0L图193.(2009春会考）（8分）如图15所示，光滑水平面上有一块木板，质量M=1.0kg，长度L=1.0m．在木板的最左端有一个小滑块（可视为质点），质量m=1.0kg．小滑块与木板之间的动摩擦因数μ=0.30．开始时它们都处于静止状态．某时刻起对小滑块施加一个F=8.0N水平向右的恒力，此后小滑块将相对木板滑动.（1）求小滑块离开木板时的速度；（2）假设只改变M、m、μ、F中一个物理量的大小，使得小滑块速度总是木板速度的2倍，请你通过计算确定改变后的那个物理量的数值（只要提出一种方案即可）.4.（2009夏）（8分）如图15所示，水平桌面到地面的高度h=0.8m.质量m=0.2kg的小物块（可以看作质点）放在桌面A端.现对小物块施加一个F＝0.8N的水平向右的恒力，小物块从静止开始运动.当它经过桌面上的B点时撤去力F，一段时间后小物块从桌面上的C端飞出，最后落在水平地面上.已知AB=BC=0.5m，小物块在A、B间运动时与桌面间的动摩擦因数μ1=0.2，在B、C间运动时与桌面间的动摩擦因数μ2=0.1.（1）求小物块落地点与桌面C端的水平距离；（2）某同学作出了如下判断：若仅改变AB段的长度而保持BC段的长度不变，或仅改变BC段的长度而保持AB段的长度不变，都可以使小物块落地点与桌面C端的水平距离变为原来的2倍.请你通过计算说明这位同学的判断是否正确.mMF图15FhABC图155.（2010春）如图14所示，光滑水平面上有一木板槽（两侧挡板厚度忽略不计），质量M=2.0kg，槽的长度L=2.0m，在木板槽的最左端有一个小滑块（可视为质点），质量m=1.0kg，小滑块与木板槽之间的动摩擦因数20.01.开始时它们都处于静止状态，某时刻起对木板槽施加一个F=10.0N水平向左的恒力，此后小滑块将相对木板槽滑动。（1）求小滑块滑到木板槽中点时速度的大小；（2）水平面光滑是一种理想化的情况，实际上木板槽与水平面间是有摩擦的，经测定木板槽与水平面间的动摩擦因数2=0.05。如果使小滑块滑到木板槽中点时的速度与第（1）问所求速度相同，请你通过计算确定一种方案：即只改变M、m、F中一个物理量的大小，实现上述要求（只要提出一种方案即可）。6．（8分）如图17所示，质量M=5kg的平板静止在光滑的水平面上，平板的右端有一竖直挡板，一个质量m=2kg的木块静止在平板上，木块与挡板之间的距离L=0.8m，木块与平板之间的动摩擦因数μ=0.4．（1）若对木块施加F＝12N水平向右的恒力，直到木块与挡板相撞，求这个过程经历的时间t；（2）甲同学说，只增大平板的质量M，可以缩短上述时间t；乙同学说，只减小平板的质量M，可以缩短上述时间t．请你通过计算，判断哪位同学的说法是正确的．LMFL平板木块图177.（2011年夏）如图17所示，光滑水平面上有一块质量M=3.0kg，长度L=1.0m的长木板，它的右端有一个质量m=2.0kg的小物块（可视为质点），小物块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.20．小物块与长木板都处于静止状态。从某时刻起对长木板施加一个水平向右的恒力F，使小物块将相对长木板滑动，经过时间t=1.0s，小物块恰好滑到木板的中点。取重力加速度g=10m/s2（1）求恒力F的大小；（2）假设改变M、m、F中一个物理量的大小，使得经过时间t=1.0s，小物块恰好滑到木板的左端。请你通过计算确定改变后的那个物理量的数值（只要提出一种方案即可）．8.（2011年春）如图17所示，长度L=1.0m的长木板A静止在水平地面上，A的质量m1=1.0kg，A与水平地面之间的动摩擦因数μ1=0.04．小物块B（可视为质点）以υ0=2.0m/s的初速度滑上A的左端，B的质量m2=1.0kg，A与B之间的动摩擦因数μ2=0.16．取重力加速度g=10m/s2．（1）求B在A上相对A滑行的最远距离；（2）若只改变物理量υ0、μ1、μ2中的一个，使B刚好从A上滑下，请确定改变后该物理量的数值（只要提出一种方案即可）．BAυ0图17L9.（2012年春）如图19所示，光滑水平面上有一块静止的长木板，木板的长度L=2.4m，质量M=3.0kg.某时刻，一个小物块（可视为质点）以υ0=3.0m/s的初速度滑上木板的右端，与此同时对木板施加一个F=6.0N的水平向右的恒力.物块的质量m=1.0kg，物块与木板间的动摩擦因数μ=0.30．取重力加速度g=10m/s2．（1）求物块相对木板滑动的最大距离；（2）若只改变物理量F、M、m中的一个，使得物块速度减为零时恰好到达木板的左端，请确定改变后该物理量的数值(只要提出一种方案即可)．10．(8分)如图19所示，光滑水平面上放着一块长木板，木板处于静止状态，其长度L=1．6m．质量M=3．0kg，质量m=1．0kg的小物块放在木板的最右端(小物块可视为质点)，小物块与木板之间的动摩擦因数μ=0．10．现对木板施加一个F=10N方向水平向右的恒力，木板与小物块发生相对滑动。取g=10m/s2(1)求木板开始运动时加速度的大小；(2)如果把木板从物块下方抽出来，那么F持续作用的时间至少需要多长？FmMυ0图1911.（2013丰台会考模拟）如图16所示，一上表面光滑的木箱宽L＝1m、高h＝3.2m、质量M＝8kg。木箱在水平向右的恒力F＝16N作用下，以速度v0＝3m/s在水平地面上做匀速运动。某时刻在木箱上表面的左端滑上一质量m＝2kg，速度也为3m/s的光滑小铁块（视为质点），重力加速度g取10m/s2。求：（1）小铁块刚着地时与木箱右端的距离x；（2）若其它条件均不变，木箱宽L′至少为多长，小铁块刚着地时与木箱右端的距离最远。12.（2013海淀会考模拟）如图17所示，在高出水平地面h＝0.80m的平台上放置一质量m2＝0.20kg、长L=0.375m的薄木板A。在A最右端放有可视为质点的小金属块B，其质量m1＝0.50kg。小金属块B与木板A、木板A与平台间、小金属块与平台间的动摩擦因数都相等，其值＝0.20。开始时小金属块B与木板A均静止，木板A的右端与平台右边缘的距离d=0.49m。现用水平力将木板向右加速抽出。在小金属块从木板上滑下以前，加在木板上的力为水平向右的恒力F。小金属块落到平台上后，将木板迅速取走，小金属块又在平台上滑动了一段距离，再从平台边缘飞出落到水平地面上，小金属块落地点到平台的水平距离x=0.08m。(取g＝10m/s2，不计空气阻力)求：（1）小金属块B离开平台时速度vB的大小；（2）小金属块B从开始运动到刚脱离木板A时，小金属块B运动的位移xB；（3）作用在木板上的恒力F的大小。MhLv0mF图16BxFAhd图1713.（2013东城南片模拟）如图19所示，质量M=2.0kg的长木板静止在光滑水平面上，在长木板的左端放一质量m=1.0kg的小滑块（可视为质点），小滑块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.10.现用水平恒力F=3.0N向右拉小滑块，使小滑块与长木板发生相对滑动，当小滑块滑至距长木板的左端3m时撤去力F.已知小滑块在运动过程中始终没有脱离长木板.取g=10m/s2.求：⑴撤去力F时小滑块和长木板的速度各是多大；⑵运动中小滑块距长木板左端的最远距离.图19F滑块参考答案1.2.3.解：（1）小滑块受到F=8.0N水平向右的恒力后，向右做匀加速直线运动，所受向左的摩擦力f=μmg根据牛顿第二定律，小滑块的加速度a1=mfF=5.0m/s2设经过时间t后小滑块离开木板。在这段时间内小滑块的位移21121tax木板所受向右的摩擦力f′=f，向右做匀加速直线运动。根据牛顿第二定律，木板的加速度a2=Mf'=3.0m/s2在时间t内木板的位移22221tax由图可知L=x1–x2，解得t=1.0s则小滑块离开木板时的速度v=a1t=5.0m/s（2）小滑块做匀加速直线运动的速度tmmgFtav11木板做匀加速直线运动的速度tMmgtav22任意时刻小滑块与木板速度之比gmMmgFvv221)(欲使小滑块速度是木板速度的2倍，应满足2)(2gmMmgF若只改变F，则F=9N若只改变M，则M=1.2kg若只改变μ，则μ=0.27若只改变m，则m=0.93kg4.FFx2x1L5.解：（1）木板槽受到F=10.0N水平向左的恒力后，向左做匀加速直线运动，所受向右的摩擦力mgf1，增根据牛顿第二定律，木板槽的加速度21s/m0.4MfFa设经过时间t后小滑块滑到木板槽中点，在这段时间内木板槽的位移2t1ta21x小滑块因受向左的摩擦力ff，将向左做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，小滑块的加速度22s/m0.2mfa在时间t内木板的位移222ta21x由图可知21xx2L解得s0.1t则小滑块滑到木板槽中点时的速度s/m0.2tav2（2）由于小滑块滑到木板槽中点时的速度与第（1）问所求速度相同，而小滑块的加速度不变，所以当木板槽与水平面间有摩擦时，要求木板槽的加速度也不变，即1211aMg)mM(mgFa若只改变F，则F=11.5N；若只改变M，则M=1.67kg；若只改变m，则m=0.40kg.6.解：（1）对木块施加推力作用后，木块和平板的受力情况如图所示．木块受到的滑动摩擦力f1=μN1=μmg=0.40×2.0×10N=8.0N根据牛顿第三定律,有f1=f2,N1=N2根据牛顿第二定律,木块的加速度a1=0.20.8121mfFm/s2=2.0m/s2平板的加速度a2=50.82Mfm/s2=1.6m/s2设经过t，木块恰好与挡板相撞，则N1mgFf1Mgf2N’N2L=2121ta－2221ta解得t＝2s（2）根据（1）可以求得时间tMmgmmgFLt2如果只改变平板的质量M，从上式可知，当M增大时，时间t减小，所以甲同学说法正确．7.解：⑴木板在外力F的作用下，与小物块发生相对滑动。小物块做匀加速直线运动，没小物块加速度的大小为a1.对小物块f=μmg=ma1即a1=2.0m/s2木板做匀加速直线运动，没木反加速度的大小为a2.在t=1.0s内，小物块向右运动的距离为21121tax木板向右运动的为22212xat依据题意x2-x1=2L解得a2=3.0m/s2对木板F-μmg=Ma2得F=13N⑵小物块做匀加速直线运动的加速度1a=2.0m/s2经过时间t，小物块向右运动的距离为21112xat木板向右运动的距离为22212xat欲使经过时间t=1.0s，小物块恰好滑到木板的左端，要求21xxL即222FmgtgtLM则M、m、F满足关系F=4M+2m若只改变F，则F=16N；若只改变M，则M=2.25kg；若只改变m，则m=0.50kg.8.解：（1）B滑上A后，A、B在水平方向的