广州市高中物理力学竞赛辅导资料专题01牛顿力学中的板块模型mdash;mdash;基础篇(含解析).docx

精品文档 精品文档 PAGE 精品文档 专题01牛顿力学中的板块模型——基础篇 【分析思路】 【方法技巧】 说明：本专题分牛顿力学中的板块模型（一）和牛顿力学中的板块模型（二），这是专题（一） 一、不定项选择题 如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦。现用水平力 駑们兑绿馒諳鳇营鈸来农躜邁枞炝。 向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时撤掉拉力 ,此后木板和物块相对于水平面的 运动情况为( ) A.物块先向左运动 ,再向右运动 B.物块向右运动 ,速度逐渐增大 ,直到做匀速运动 貓饨钍葦摳鸺渔閻堝铭诩哝颀須鐮。 C.木板向右运动 ,速度逐渐变小 ,直到做匀速运动 D.木板和物块的速度都逐渐变小 ,直到为零 【解析】选B、C。开始时,物块相对木板向左滑动 ,物块受到向右的滑动摩擦力 ,木板受到向左的滑动摩擦力 ,嘤驃帅缉稟谌缳諤钩硨篑賻繞紅谊。 1 当撤掉拉力时,由于v木v物,物块和木板受到的滑动摩擦力大小、方向均不变 ,故木板向右做匀减速运动,物 块向右做匀加速运动,直到两者速度相等后 ,一起做匀速运动,B、C正确。 2．如图2所示，在光滑水平面上有一质量为 m1的足够长的木板，其上叠放一质量为 m2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 ＝ ( k 是常量)，木 Fkt 板和木块加速度的大小分别为 a1和a2。下列反映a1和a2变化的图线中正确的是 ( ) 图2 F kt 【解析】当F比较小时，两个物体相对静止，加速度相同，根据牛顿第二定律得： a＝ 1＋ 2＝ 1＋2，a∝t m m mm 当 F 比较大时， 2相对于 1运动，根据牛顿第二定律得 m m μm2g 一定 对m：a＝ m1，μ、m、m都一定，则a 1 1 1 2 1 F－μm2gkt－μm2gk 对m2：a2＝ 2 ＝ 2 ＝ 2t－μg，a2是t的线性函数，t增大，a2增大 m m m k k a2图象大于两者相对静止时图象的斜率，故 A正确。 由于 12＜ 2，则两木板相对滑动后 m＋m m 3．(多选)如图3所示，、 B 两物块的质量分别为2和，静止叠放在水平地面上。 、 间的动摩擦因数 A mm AB 1 为μ，B与地面间的动摩擦因数为2μ。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F，则( ) 图3 A．当F2μmg时，A、B都相对地面静止 5 1 B．当F＝2μmg时，A的加速度为3μg C．当F3μmg时，A相对B滑动 1 D．无论F为何值，B的加速度不会超过 2μg 3 【解析】选 BCDA、B间的最大静摩擦力为 2μmg，B和地面之间的最大静摩擦力为 2μmg，对A、B整体，遠镶谋綣许蔣賊鷂败拢劌硷讒咼着。 2 3 只要F＞2μmg，整体就会运动，选项 A错误；当A对B的摩擦力为最大静摩擦力时， A、B将要发生相对滑 3 B a 1 动，故 、 一起运动的加速度的最大值满足 2－ ＝max， 运动的最大加速度 max＝ ，选项D AB μmg 2μmgma 2μg 3 5 正确；对A、B整体，有F－2μmg＝3mamax，则F＞3μmg时两者会发生相对运动，选项 C正确；当F＝2μmg 3 1 时，两者相对静止，一起滑动，加速度满足 F－2μmg＝3ma，解得a＝3μg，选项B正确。 4．如图4甲所示，静止在光滑水平面上的长木板 B(长木板足够长)的左端静止放着小物块A。某时刻，A受 到水平向右的外力 F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示，即 F＝kt，其中k为已知常数。设物体 A、B 之间的滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力 f，且 、 B 的质量相等，则下列可以定性描述长木板 B 运动的 F A v-t图像是( ) 图4 图5 【解析】选 B A、B相对滑动之前加速度相同，由整体法可得： F＝2ma，当A、B间刚好发生相对滑动时， 2Ff齔麗鯫绋烧缇靨鄺缃桢爾轆蓣鮞耻。 对木板有Ff＝ma，故此时F＝2Ff＝kt，t＝k，之后木板做匀加速直线运动，故只有 B项正确。 5．如图6所示，一长木板在水平地面上运动，在某时刻 (t＝0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上， 鰉鐲擯郸辫紈鲔诅瓊豎输挠绣鈑缧。 已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于 滑动摩擦力，且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后，木板运动的速度－时间图象可能是下列选项 中的( ) 图6訃廢泶诰鷥僥钕缍锥飯凤垒帐税谵。 3 【解析】设在木板与物块未达到相同速度之前，木板的加速度为 a1，物块与木板间的动摩擦因数为 μ1，木 板与地面间的动摩擦因数为 μ2。对木板应用牛顿第二定律得